¿Cuál es la diferencia entre los procesadores vectoriales y escalares?
La parte de una computadora que le permite funcionar, llevando a cabo las instrucciones de varios programas, es la unidad de procesamiento central (CPU). La CPU, también llamada procesador, recibe las instrucciones de un programa; decodifica esas instrucciones, dividiéndolas en partes individuales; ejecuta esas instrucciones; e informa los resultados, escribiéndolos nuevamente en la memoria. El formato para ese procesador viene en uno de los dos tipos principales: vector y escalar. La diferencia entre los dos es que los procesadores escalar operan solo un punto de datos a la vez, mientras que los procesadores vectoriales operan en una serie de datos.
Los procesadores escalares son el tipo de procesador más básico. Estos procesan un elemento a la vez, típicamente enteros o números de puntos flotantes, que son números demasiado grandes o pequeños para ser representados por enteros. Como cada instrucción se maneja secuencialmente, el procesamiento escalar básico puede tomar algún tiempo. La mayoría de las computadoras modernas usan un tipo de procesador escalar.
Por el contrario, los procesadores vectoriales operanen una variedad de puntos de datos. Esto significa que, en lugar de manejar cada elemento individualmente, múltiples elementos que tienen la misma instrucción se pueden manejar a la vez. Esto puede ahorrar tiempo sobre el procesamiento escalar, pero también agrega complejidad a un sistema, lo que puede retrasar otras funciones. El procesamiento de vectores funciona mejor cuando hay una gran cantidad de datos para procesarse, los grupos de los cuales pueden manejarse mediante una instrucción.
Los procesadores vectoriales y escalar también difieren en sus tiempos de inicio. Un procesador vectorial a menudo requiere una inicio prolongada de la computadora debido a las múltiples tareas que se realizan. Los procesadores escalares inician una computadora en un tiempo mucho más corto, ya que solo se ejecutan tareas individuales.
El procesador SuperScalar toma elementos de cada tipo y los combina para un procesamiento aún más rápido. Utilizando el paralelismo a nivel de instrucción, el procesamiento superscalar puede realizar múltiples operacionesal mismo tiempo. Esto permite que la CPU funcione mucho más rápido que un procesador escalar básico, sin la complejidad adicional y otras limitaciones del procesador vectorial. Sin embargo, puede haber problemas con este tipo de procesador, ya que debe determinar qué tareas se pueden realizar en paralelo y cuáles dependen de otras tareas que se completen primero.
Los procesadores vectoriales y escalar todavía se usan a diario. Algunas consolas de videojuegos, por ejemplo, usan una combinación de procesadores vectoriales y escalares. Se considera que el procesamiento vectorial es prometedor cuando se trata de tareas multimedia en las que una instrucción puede abordar la gran cantidad de datos requeridos para el video y el audio.