Quelle est la différence entre les processeurs vectoriels et scalaires?
La partie d’un ordinateur qui lui permet de fonctionner, en exécutant les instructions de divers programmes, est l’unité centrale de traitement (CPU). La CPU, également appelée processeur, reçoit les instructions d'un programme. décode ces instructions en les divisant en plusieurs parties; exécute ces instructions; et rapporte les résultats, en les écrivant dans la mémoire. Le format de ce processeur se présente sous l’un des deux types principaux: vectoriel et scalaire. La différence entre les deux réside dans le fait que les processeurs scalaires ne fonctionnent que sur un point de données à la fois, alors que les processeurs vectoriels opèrent sur un tableau de données.
Les processeurs scalaires sont le type de processeur le plus élémentaire. Celles-ci traitent un élément à la fois, généralement des nombres entiers ou des nombres à virgule flottante, qui sont des nombres trop grands ou trop petits pour être représentés par des nombres entiers. Comme chaque instruction est traitée de manière séquentielle, le traitement scalaire de base peut prendre un certain temps. La plupart des ordinateurs modernes utilisent un type de processeur scalaire.
En revanche, les processeurs vectoriels fonctionnent sur un tableau de points de données. Cela signifie que plutôt que de gérer chaque élément individuellement, plusieurs éléments qui ont tous la même instruction peuvent être traités en même temps. Cela permet de gagner du temps par rapport au traitement scalaire, mais ajoute également à la complexité du système, ce qui peut ralentir d'autres fonctions. Le traitement vectoriel fonctionne mieux quand il y a une grande quantité de données à traiter, des groupes pouvant être traités par une seule instruction.
Les processeurs vectoriels et scalaires diffèrent également par leurs temps de démarrage. Un processeur vectoriel nécessite souvent un démarrage prolongé de l'ordinateur en raison des tâches multiples à exécuter. Les processeurs scalaires démarrent un ordinateur beaucoup plus rapidement, car seules des tâches simples sont exécutées.
Le processeur superscalar prend des éléments de chaque type et les combine pour un traitement encore plus rapide. En utilisant le parallélisme au niveau instruction, le traitement superscalaire peut effectuer plusieurs opérations en même temps. Cela permet au processeur de fonctionner beaucoup plus rapidement qu'un processeur scalaire de base, sans la complexité supplémentaire et les autres limitations du processeur vectoriel. Il peut toutefois y avoir des problèmes avec ce type de processeur, car il doit déterminer quelles tâches peuvent être effectuées en parallèle et lesquelles dépendent d'autres tâches en cours d'achèvement.
Les processeurs vectoriels et scalaires sont toujours utilisés quotidiennement. Certaines consoles de jeux vidéo, par exemple, utilisent une combinaison de processeurs vectoriels et scalaires. Le traitement vectoriel est considéré comme prometteur lorsqu'il s'agit de tâches multimédia dans lesquelles une instruction peut traiter la grande quantité de données requise pour la vidéo et l'audio.