Compressão por Hardware Douglas Goulart do Nascimento Fabio Irigon Pereira Fernando Moraes Silveira Marcelo Mariante de Abreu

Introdução Aplicação de algoritmos genéricos ou específicos a um conjunto de dados Objetivos: elevação de taxas de transferência; redução do consumo de memória Implementação: acréscimo de coprocessadores adicionais ao longo do fluxo de dados

Características Vantagens: Desvantagens: maior velocidade economia dos recursos do sistema principal independência do usuário Desvantagens: alto custo dificuldades de projeto/adaptação

Aplicações Integração a periféricos comuns: Modem Disco rígido Impressoras Circuitos avulsos para uso em projetos próprios

Modems Incremento da taxa de transferência Utilização de algoritmos simples Taxas de compressão de até 4:1, dependendo do tipo de dado Desvantagem: latência

Modems: Padrão V.42bis Padrão de compressão mais usado Algoritmo baseado na família LZ Utilização de árvore de palavras nos dois terminais da conexão

Modems: Padrão V.42bis Características: modo transparente, código de tamanho variável, reciclagem das árvores. Desvantagens: algoritmo genérico apenas, não aplicável a transmissões de alta velocidade.

Modems: Padrão MNP5 Dois modos de operação: Códigos no modo AFE: Adaptive Frequency Encoding (AFE) Run-length Encoding (RLE) Códigos no modo AFE: cabeçalho de 3 bits corpo de 1 a 7 bits

Texturas Compressão de texturas para armazenamento em memória de aceleradoras 3D. Objetivo: maior quantidade de texturas em memória, menor fluxo de dados. Necessidade de algoritmo para decodificação parcial.

Texturas Algoritmos utilizados: Vector Quantization 4CC Tabela de referência

Codecs de Vídeo Dispositivos para codificação e decodificação de vídeo/som em padrões com compressão (MPEG) Busca da menor latência para aplicações em tempo real (conferências/transmissões em rede)

Disco rígido Objetivo: maior capacidade de armazenamento, podendo implicar em maior taxa de transferência. Tecnologia mais utilizada: LZ1

Disco rígido O hardware é integrado diretamente ao fluxo de dados do controlador de disco. Isso leva a uma independência do processador e transparência ao software e ao usuário. Com isso obtém-se ganho no espaço em disco, com eventuais perdas em performance.

Disco rígido A eficácia do uso de hardware para compressão depende de alguns fatores: disco com conteúdo altamente compressível tem uma melhora significativa na performance; conteúdo freqüente alterado resulta em perda na performance.

Disco rígido É recomendado para arquivos pouco modificados e com baixo nível de compressão original, e pouco recomendado para arquivos “voláteis”. Como resultado, há uma compressão média dos dados na ordem de 2x, podendo chegar a 4x.

Dispositivos de impressão Objetivo: acelerar a taxa de transferência para o dispositivo e armazenar maior quantidade de dados na sua memória interna. Tecnologias mais usadas: CCITT RLE, algoritmos FAX, LZ1, JBIG e StarLite.

Dispositivos de impressão Soluções mais aplicadas: sistemas de codificação LZ e Huffman, e Display List. É fortemente recomendado para grande fluxo de dados (p. ex. 15 a 20 ppm a 600 dpi). Alguns dispositivos possuem coprocessadores independentes de compressão e descompressão.