Laitteistorajoitteet

Laitteistorajoitteet ovat järjestelmän toimintaa rajoittavia tekijöitä, jotka johtuvat käytettävissä olevasta laitteistosta. Niihin kuuluvat muun muassa suorituskykyyn liittyvät rajoitteet kuten CPU:n nopeus ja moniydinteho, muistin määrä ja muistijärjestelyt (välimuistit ja päämuisti) sekä tallennustilan koko ja nopeus. Lisäksi I/O-kapasiteetti, esimerkiksi levy- ja verkkokaistanleveys sekä liitännät, vaikuttavat järjestelmän kykyyn käsitellä tietoa reaaliajassa.

Energia- ja lämpötilavaatimukset asettavat lisäksi fyysiset rajoitteet, jotka voivat aiheuttaa lämpötilan nousua ja termistä hidastusta. Laitteiston rajat voivat olla myös aikarajoitteita erityisesti reaaliaikaisissa järjestelmissä, joissa vasteajat ja deterministisyys ovat kriittisiä.

Rajoitteiden huomioiminen on keskeistä suunnittelussa ja arkkitehtuurissa. Käytännön vaikutuksia ovat esimerkiksi laitteistokomponenttien valinta, ohjelmiston resurssien käytön optimointi, käyttöjärjestelmän ajurien sekä viestintäprotokollien valinta sekä mahdollisuus hyödyntää laitteistokiihdytyksiä kuten GPU- tai FPGA-kiihdytys. Lisäksi järjestelmän mitoittaminen, kapasiteetin varautuminen, kuormituksen hallinta ja jäähdytystekniikat ovat olennaisia.

Esimerkkejä sovellusalueista ovat mobiililaitteet, pilvi- ja tietokeskukset sekä teollisuusautomaatiojärjestelmät, joissa laitteistorajoitteet rajoittavat käytettävissä olevaa kapasiteettia ja vasteaikoja. Laitteistorajoitteiden tunteminen on tärkeää suunnittelussa, testauksessa ja järjestelmän optimoimisessa.