Algorithm 流水线算法定义

我读到FPGA适合于并行或可流水线的算法。根据定义，什么是可以管道化的算法？

这意味着您可以将任务T拆分为多个步骤T1、T2、…、Tn，并且每个步骤或多或少是独立的。现在，首先将数据注入在其上执行任务T1的处理器P1中，在时间步长之后，P1的结果被传输到P2，其中执行任务T2。关键是，此时处理器P1再次可用，因此您将需要处理的下一个数据块加载到处理器P1中。您可以将其与装配线进行比较，在装配线中，每个工人（处理器）都在一个大流程中完成自己的工作。一个可以流水线处理的进程是有效的，因为处理n个数据块所需的时间与处理n个数据块的时间成正比，但仍然需要相同数量的硬件，就好像您只处理一个数据块一样（显然，为了组织这一点，会有一些开销）

请注意，对于处理器，我不是指物理处理器（如80x86），我只是指可以完成特定任务的设备。它是否需要指令集、内存、时钟周期等与此无关

并非所有算法都可以流水线处理，因为有时数据之间存在依赖关系，这使得很难/不可能将数据分块处理：您需要一次处理所有可用的数据，或者您无法处理它（或者至少效率不高）

正如@Paebbels所说（见下面的评论） 此类处理器或处理元件（PE）或处理单元（PU）可在FPGA中实现。可以将PEs网络映射到FPGA区域，特别是当需要多比特操作或2种数据类型的非幂运算时。如果需要浮点运算或快速DRAM访问，FPGA的性能通常很差。那么GPU或标准CPU可能会更快。注意：FPGA安装在PCIe卡上，因此即使是速度更快的x100算法也可能比CPU算法慢，因为延迟或PCIe传输速率会消耗所有好处

然而，关键是在不大幅增加硬件成本的情况下实现加速

类比

在我的数字电子学课程课文中，他们将其与洗衣店进行了类比。说你想洗衣服。很明显，你不能一次把所有这些衣服都放进洗衣机和烘干机：你需要把它们分成十部分

现在假设你有一台既能当洗衣机又能当烘干机的机器。清洗和干燥需要两个时间步骤。那么，洗衣服需要20个时间步，而你只需要一台洗衣机

一个解决办法是租十台洗衣机和十台烘干机。把所有的衣服都放进洗衣机里，洗完后，把所有的衣服都放进干衣机里，然后分两步完成。缺点是你需要租十台洗衣机和烘干机

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使用管道的解决方案是租用一台洗衣机和一台烘干机。现在你把第一批衣服放进洗衣机。洗完后，你把洗过的衣服放进烘干机，但与此同时，你把下一批衣服放进洗衣机。因此，洗衣机和烘干机（处理器）并行工作，但位于不同的衣物夹头（数据）。在每一个时间步骤中，您都会从烘干机中取出衣服，将洗衣机中的衣服放入烘干机，然后将新的一批衣服放入洗衣机。因此，你将有11个时间步，但只需要租用一台洗衣机和一台烘干机。在成本和时间方面，流水线是高效的。

。。。这种处理器或处理元件（PE）/单元（PU）可以在FPGA中实现。可以将PEs网络映射到FPGA区域，特别是当需要多比特操作或2种数据类型的非幂运算时。如果需要浮点运算或快速DRAM访问，FPGA的性能通常很差。那么GPU或标准CPU可能会更快。注意：FPGA安装在PCIe卡上，因此与CPU算法相比，即使是速度更快的x100算法也可能较慢，因为延迟或PCIe传输速率将消耗所有好处。@Paebels:没错，我可以发布一个（修改过的）吗你在这个回答中的评论版本？是的，你可以：）我只是想完成你的回答，然后回到这个问题。