14-mavzu: protsessorlar turlari. Matritsali va vektorli protsessorlar, multiprotsessorlar, soprotsessorlar. Reja

Soprotsessorlar.

Agar mikroprotsessor chipida bo'lsa, yadro protsessorining ishini tushirish uchun maxsus vazifalarni bajarish yoki raqamlar ustida operatsiyalarni bajarish uchun maxsus maqsadlar uchun yangi sxemalar qo'shilishi mumkin. Keyin protsessor tezroq ishlashi mumkin.

Dvigatel ishlayotgan vaqtda qo'shimcha ishlarni bajarish uchun konveyerdan foydalanishimiz mumkin. Shunday qilib, motor yanada samarali qo'llaniladi. Xuddi shunday, qo'shimcha protsessor, ya'ni qo'shimcha protsessor biz murakkab ilovalarni ishga tushirganimizda ishning matematik qismini boshqaradi.
Soprotsessor ko'p martalik matematik protsessor deb ataladi. Soprotsessor muntazam matematik vazifalarni bajarar ekan, yadro protsessor bu hisoblashdan ozod qilinadi va uning vaqti tejaladi. Yadro protsessoridan ixtisoslashtirilgan qayta ishlash vazifalarini olib, soprotsessor asosiy mikroprotsessorga yukni kamaytiradi, shuning uchun u yuqori tezlikda ishlashi mumkin.
Soprotsessor murakkab matematik hisoblar yoki grafik displeyni qayta ishlash kabi maxsus vazifalarni bajarishi mumkin. Ular bunday ishlarni asosiy protsessorga qaraganda tezroq bajaradilar. Natijada, tizimning umumiy kompyuter tezligi ortadi.
ARM protsessoriga biz protsessorlarni ulashimiz mumkin . Soprotsessor qo'shilganda, biz Core CPU ko'rsatmalar to'plamini kengaytirishimiz yoki ishlov berish quvvatini oshirish uchun sozlanishi registrlarni qo'shishimiz kerak. Soprotsessor interfeysi bir nechta protsessorni ARM protsessoriga ulash imkonini beradi.
Soprotsessor qanday ishlaydi? Soprotsessorlar protsessorning muayyan vazifalarini yuklash orqali tizimning yanada samarali ishlashiga yordam beradi. Ular bo'lishi mumkin 2-xil.
Mustaqil turdagi - u CPU bilan asinxron ishlaydi. U har qanday vazifani/ba'zi hisob-kitoblarni bajarsa, u CPU bilan sinxronlashtirilmaydi. Bu yerda protsessor mustaqil ravishda qaror qabul qilishi mumkin. Keyin protsessor protsessor ishi haqida qayg'urmasdan o'z ishini bajarishi mumkin. Sinxron kutish o'rniga, so'rovni yuborgan protsessor boshqa vazifani bajarish uchun bo'shatiladi.
To'g'ridan-to'g'ri boshqaruv turi -Suzuvchi nuqtali birliklar kabi to'g'ridan-to'g'ri boshqaruv turi - protsessor ko'rsatmalar to'plamining bir qismi bo'lgan protsessor ko'rsatmalari bilan boshqariladi. So'rovni boshlagan protsessor protsessor ishini tugatguncha kutadi yoki tekshiradi. Soprotsessor bu yerda mustaqil emas va asosiy protsessor tomonidan boshqariladi yoki boshqariladi. Bu erda protsessor va soprotsessor sinxronizatsiyada ishlaydi.
Protsessor shunday tarzda ishlab chiqilgan va amalga oshirilganki, u bir nechta protsessorlarga ma'lumot va ko'rsatmalarni yuborishi mumkin. Ushbu protsessorlar yadro bilan muvofiqlashtirilgan holda ishlash uchun mo'ljallangan va bir xil tarzda quvurlarga o'tkaziladi.
Yangi maxsus ko'rsatmalar to'plamini qo'shish orqali koprotsessor ko'rsatmalar to'plamini kengaytirishi mumkin. Masalan, vektorli suzuvchi nuqta (VFP) operatsiyalarini bajarish uchun oddiy ARM ko'rsatmalar to'plamiga bir qator maxsus ko'rsatmalar qo'shilishi mumkin. Ko'rsatma dekodlanganda va u soprotsessor ko'rsatmasi sifatida uchrasa, bu ko'rsatma tegishli protsessorga uzatiladi. Biroq, agar protsessor mavjud bo'lmasa yoki uning ko'rsatmalar to'plamida ko'rsatmalar topilmasa, ARM tomonidan aniqlanmagan ko'rsatmalar istisnosi chiqariladi.
Soprotsessorning xususiyatlari:
Birlamchi mikroprotsessorsiz soprotsessor ishlamaydi.
Asosiy protsessor dasturdagi hisoblash intensiv ko'rsatmalarini aniqlashi va ajratishi kerak.
Intensiv hisob-kitoblarga ega bo'lgan ko'rsatmalar soprotsessor tomonidan amalga oshiriladi.
Asosiy protsessor boshqa barcha amallarni bajaradi.
Soprotsessorning funktsiyalari:
Soprotsessorlar xotiradan ko'rsatmalarni olishga, xotirani boshqarishga, ko'rsatmalarni (oqimni boshqarish turlarini) to'g'ridan-to'g'ri bajarishga, kiritish-chiqarish operatsiyalarini bajarishga va hokazolarga qodir emas.
Soprotsessor koprotsessor ko'rsatmalarini olish va soprotsessor bilan bog'liq bo'lmagan barcha boshqa operatsiyalarni bajarish uchun xost (asosiy) protsessorga tayanadi.
Soprotsessor tizimning asosiy protsessori emas.
Soprotsessor quyidagilarni amalga oshirishi mumkin: qoʻshish, ayirish, koʻpaytirish, berilgan sonning kvadrat ildizini hisoblash, berilgan sonning logarifmik qiymatini baholash va hokazo (suzuvchi nuqta qiymatlari uchun) kabi suzuvchi nuqtali arifmetik amallar yoki signal, satr, grafik ishlov berish yoki shifrlash/parchalash va boshqalar.
Soprotsessorlar kompyuterni sozlash imkonini beradi, shuning uchun mijozlar qo'shimcha ishlashni talab qilmasa, to'lashlari shart emas.
Misol – Intel 8087 protsessori:Intel 8087 16 bitli operatsiyalar uchun mos bo'lgan birinchi matematik protsessor edi. U Intel 8086 mikroprotsessoriga ulanish uchun yaratilgan. Uning asosiy maqsadi ilovalar tomonidan chiqish vaqtini qisqartirish edi (bu yuqori suzuvchi nuqtali hisoblashlarni talab qiladi).Asosiy protsessor bilan birga koprotsessorning joriy etilishi bilan ilovalarning unumdorligi 20% dan 500% gacha yaxshilangani maʼlum boʻldi. 8087 protsessorining ishlashi - soniyada taxminan 50 kilo suzuvchi nuqta operatsiyalari (KFLOPS).

14.9-rasm 8087 protsessorining funktsional diagrammasi
Intel 8087 protsessorini qo'llab-quvvatlaydi:

• 
  Butun son
  
• 
  BCD
  
• 
  Yagona aniqlikdagi suzuvchi nuqta raqami
  
• 
  Double Precision suzuvchi nuqta raqami
  
• 
  Kengaytirilgan aniqlik (80 bit) suzuvchi nuqtali raqam
  

Diagrammada protsessorning 8086 mikroprotsessoriga ulanishi ko'rsatilgan. Koprotsessorlarning aksariyatida arifmetik modul, vaqtinchalik registrlar va mantiqiy modul mavjud.