Τι είναι ο αριθμητικός συνεπεξεργαστής στον μικροεπεξεργαστή;

Ένας αριθμητικός coprocessor είναι μια εξειδικευμένη μονάδα επεξεργασίας που λειτουργεί παράλληλα με μια κεντρική μονάδα επεξεργασίας (CPU) για να χειριστεί αριθμητικές λειτουργίες, ιδιαίτερα εκείνες που αφορούν αριθμούς κυμαινόμενου σημείου και άλλους πολύπλοκους υπολογισμούς. Αντί για τον κύριο χειρισμό CPU αυτά, ο coprocessor παίρνει αυτόν τον φόρτο εργασίας, επιταχύνοντας σημαντικά τους χρόνους επεξεργασίας.

Ακολουθεί μια ανάλυση των βασικών χαρακτηριστικών του:

* Ειδικό υλικό: Οι Coprocessors έχουν σχεδιαστεί με ειδικό υλικό βελτιστοποιημένο για αριθμητικές λειτουργίες. Αυτό το υλικό συχνά περιλαμβάνει εξειδικευμένες οδηγίες και κυκλώματα για εργασίες όπως πολλαπλασιασμός, διαίρεση, τριγωνομετρικές λειτουργίες (ημιτονοειδές, συνημίτονο, εφαπτομένη), εκθέσεις και λογαριθμικοί υπολογισμοί. Αυτό έρχεται σε αντίθεση με την CPU, η οποία μπορεί να έχει πιο γενικευμένα σύνολα οδηγιών.

* Αριθμητική πλωτή σημεία: Μια πρωταρχική λειτουργία είναι ο χειρισμός αριθμών κυμαινόμενου σημείου, οι οποίοι είναι απαραίτητοι για τις επιστημονικές, μηχανικές και γραφικές εφαρμογές. Οι αριθμοί κυμαινόμενου σημείου μπορούν να αντιπροσωπεύουν ένα πολύ ευρύτερο εύρος τιμών (συμπεριλαμβανομένων πολύ μεγάλων και πολύ μικρών αριθμών) με ποικίλους βαθμούς ακρίβειας σε σύγκριση με ακέραιους ακέραιους. Ο συνάδελφος χειρίζεται αποτελεσματικά την πολυπλοκότητα της αριθμητικής αριθμητικής σημείας.

* Εκφόρτωση της CPU: Με την εκτέλεση αυτών των υπολογιστικών εντατικών καθηκόντων, ο συμπιεστής ελευθερώνει τη CPU για να χειριστεί άλλες οδηγίες και διαδικασίες. Αυτό οδηγεί σε ταχύτερη συνολική απόδοση του συστήματος.

* Ρύθμιση εντολών: Έχει το δικό του σύνολο οδηγιών, ένα σύνολο εντολών που κατανοεί. Η CPU περιλαμβάνει συνήθως οδηγίες για την έναρξη των λειτουργιών με τον συμπληρωματικό επεξεργαστή και τη διαχείριση της μεταφοράς δεδομένων μεταξύ τους.

Ιστορικό πλαίσιο:

Στο παρελθόν, οι αριθμητικοί coprocessors ήταν ξεχωριστές μάρκες που συνδέονταν σε υποδοχές στη μητρική πλακέτα δίπλα στην CPU. Ένα σημαντικό παράδειγμα είναι το Intel 8087, το οποίο συνεργάστηκε με τις CPU 8086/8088. Σήμερα, ωστόσο, οι περισσότερες CPU έχουν ενσωματωμένες μονάδες κυμαινόμενου σημείου (FPU) που λειτουργούν παρόμοια με τους παλιούς coprocessors, εξαλείφοντας την ανάγκη για ξεχωριστό τσιπ. Ο όρος "coprocessor" χρησιμοποιείται λιγότερο συχνά, με το "FPU" να είναι πιο διαδεδομένο.

Στην ουσία, ενώ η διάκριση μεταξύ ενός αφοσιωμένου αριθμητικού συνεπεξεργαστή και μιας ολοκληρωμένης FPU είναι σε μεγάλο βαθμό ιστορική, η θεμελιώδη έννοια παραμένει η ίδια:μια εξειδικευμένη μονάδα που ενισχύει τις δυνατότητες της CPU για αριθμητικούς υπολογισμούς, ιδιαίτερα εκείνες που αφορούν αριθμούς κυμαινόμενων σημείων.