ما هو الفرق بين المعالجات العددية والمعالجات فائقة السرعة؟

هناك أنواع مختلفة من وحدات المعالجة المركزية (CPU) المتاحة لأجهزة الكمبيوتر. هذه الأنواع من وحدات المعالجة المركزية لا تختلف حقًا من حيث أجهزة المعالجة والهندسة المعمارية. يقوم معظمهم بأداء المهام الأساسية لوحدة المعالجة المركزية مثل قراءة البيانات وكتابتها والحساب الأساسي والقفز على العناوين. ومع ذلك ، يمكن أن تختلف من حيث أحجام الناقل وبنية المعالج. تتوفر عدة أنواع من أجهزة معالج الكمبيوتر ، اثنان منها هما المعالجات العددية والمعالجات فائقة السرعة.

يُطلق على المعالج الذي ينفذ البيانات العددية اسم المعالج القياسي. باستخدام معاملات النقطة الثابتة ، يتم تنفيذ تعليمات الأعداد الصحيحة بواسطة المعالجات العددية حتى في أبسط حالاتها. تقوم المعالجات العددية الأكثر قوة عادةً بتنفيذ عمليات الفاصلة العائمة والأعداد الصحيحة. تحتوي المعالجات العددية التي تم إنتاجها مؤخرًا على وحدة فاصلة عائمة ووحدة عدد صحيح ، وكلها على نفس شريحة وحدة المعالجة المركزية. تستخدم معظم هذه المعالجات العددية الحديثة تعليمات من نوع 32 بت.

من ناحية أخرى ، ينفذ المعالج superscalar تعليمات متعددة في وقت واحد بسبب عدد خطوط الأنابيب المتعددة. تقوم بنية وحدة المعالجة المركزية هذه بتنفيذ التوازي على مستوى التعليمات ، وهو شكل من أشكال التوازي في أجهزة الكمبيوتر ، داخل معالج كمبيوتر واحد. هذا يعني أنه يمكن أن يسمح بإنتاجية سريعة لوحدة المعالجة المركزية ليست ممكنة حتى عن بعد في المعالجات الأخرى التي لا تنفذ التوازي على مستوى التعليمات. بدلاً من تنفيذ تعليمات واحدة في كل مرة ، يستخدم المعالج الفائق السعة وحداته الوظيفية الزائدة في تنفيذ تعليمات متعددة. هذه الوحدات الوظيفية ليست نوى منفصلة لوحدة المعالجة المركزية ، ولكنها موارد تمديد لوحدة المعالجة المركزية الفردية مثل المضاعفات ومحوّلات البت ووحدات المنطق الحسابي (ALUs).

عادة ما تتلخص الاختلافات بين المعالجات العددية والمعالجات فائقة السرعة في الكمية والسرعة. يعمل المعالج القياسي ، الذي يعتبر أبسط المعالجات على الإطلاق ، على عنصر واحد أو عنصرين من عناصر بيانات الكمبيوتر في وقت معين. يعمل المعالج superscalar وفقًا لتعليمات متعددة ومجموعات متعددة من عناصر البيانات المتعددة في وقت واحد. تعمل كل من المعالجات القياسية وفائقة السرعة بنفس الطريقة من حيث كيفية معالجتها للبيانات ، لكن الاختلاف بينهما يكمن في عدد المعالجات وعناصر البيانات التي يمكنهم العمل عليها في وقت معين. يمكن للمعالجات Superscalar التعامل مع تعليمات وعناصر بيانات متعددة ، بينما لا يستطيع المعالج القياسي ببساطة ، جعل الأول معالجًا أقوى من الأخير.

يوجد بعض أوجه التشابه بين المعالجات القياسية والفائقة السكالار مع معالجات المتجهات. مثل المعالج القياسي ، يقوم المعالج المتجه أيضًا بتنفيذ تعليمات واحدة في كل مرة ، ولكن بدلاً من مجرد معالجة عنصر بيانات واحد ، يمكن لتعليماته الفردية الوصول إلى عناصر بيانات متعددة. على غرار المعالج الفائق السرعة ، يحتوي المعالج المتجه على عدة وحدات وظيفية زائدة عن الحاجة تسمح له بمعالجة عناصر بيانات متعددة ، ولكن لا يمكنه العمل إلا بناءً على تعليمات واحدة في كل مرة. في جوهره ، المعالج الفائق هو مزيج من المعالج القياسي والمعالج المتجه.