hardwareoptimalisatie

Hardwareoptimalisatie is het proces waarbij hardware en systeemontwerp worden afgestemd op de eisen van software om prestaties, energie-efficiëntie of responstijd te verbeteren. Het doel is bottlenecks te identificeren en aan te pakken zonder onnodige kosten of nadelige thermische effecten. Daarbij gaat het niet alleen om snelle componenten, maar ook om de manier waarop deze componenten samenwerken in een complete computer- of embedded-omgeving.

De aanpak van hardwareoptimalisatie bestrijkt meerdere domeinen. Voor de CPU en geheugen gaat het om het kiezen van geschikte kernconfiguraties, cache- en memory-banden, NUMA-awareness en vectorisatie met SIMD-instructies. Voor opslag en netwerk ligt de focus op throughput, latentie en offloads, bijvoorbeeld via snelle NVMe-schijven, solid-state hardware-accelerators, en efficiënte netwerkinterfaces. Voor grafische en AI-accelerators geldt optimalisatie door gerichte kernellaunches, geheugenbeheer en efficiënte datastromen tussen CPU, GPU en geheugen. Daarnaast spelen data-laagontwerp en geheugenlayout een rol, zoals het kiezen tussen structuur-van-groepen en array-of-structs indelingen, alsook geheugenuitlijning en prefetching.

Procesmatig omvat hardwareoptimalisatie profiling, benchmarking en iteratieve tuning. Analyseer waar tijd en energie naartoe gaan, voer gerichte aanpassingen door en verifieer prestatie- en stabiliteitsverbeteringen. Houd rekening met trade-offs tussen kosten, onderhoud, portabiliteit, en thermische/energie-beperkingen. In moderne systemen is ook rekening gehouden met heterogene ontwerpen en accelerators, die samen met software mogelijk met dezelfde basiscode moeten werken.