Qual è la differenza tra processori scalari e superscalari?
Esistono diversi tipi di unità di elaborazione centrale (CPU) disponibili per i computer. Questi tipi di CPU non differiscono davvero in termini di elaborazione hardware e architettura. La maggior parte di essi svolge le attività di base di una CPU come la lettura e la scrittura di dati, l'aritmetica di base e il salto dell'indirizzo. Tuttavia, possono differire in termini di dimensioni del bus e architettura del processore. Sono disponibili diversi tipi di hardware per processori per computer, due dei quali sono processori scalari e superscalari.
Un processore che esegue dati scalari è chiamato processore scalare. Usando operandi a virgola fissa, le istruzioni intere vengono eseguite dai processori scalari anche nel loro stato più semplice. Processori scalari più potenti di solito eseguono operazioni sia a virgola mobile che a numeri interi. I processori scalari prodotti di recente contengono sia un'unità a virgola mobile che un'unità intera, tutte sullo stesso chip della CPU. La maggior parte di questi moderni processori scalari usano istruzioni del tipo a 32 bit.
Il processore superscalare, d'altra parte, esegue più istruzioni alla volta a causa del suo numero multiplo di condotte. Questa struttura della CPU implementa il parallelismo a livello di istruzione, che è una forma di parallelismo nell'hardware del computer, all'interno di un singolo processore. Ciò significa che può consentire una velocità effettiva della CPU che non è nemmeno possibile in remoto in altri processori che non implementano il parallelismo a livello di istruzione. Invece di eseguire un'istruzione alla volta, un processore superscalare utilizza le sue unità funzionali ridondanti nell'esecuzione di più istruzioni. Queste unità funzionali non sono nuclei CPU separati, ma risorse di estensione di una singola CPU come moltiplicatori, bit shifter e unità logiche aritmetiche (ALU).
Le differenze tra processori scalari e superscalari si riducono generalmente a quantità e velocità. Un processore scalare, considerato il più semplice di tutti i processori, lavora su uno o due elementi di dati del computer in un determinato momento. Il processore superscalar funziona su più istruzioni e diversi gruppi di più elementi di dati alla volta. I processori scalari e superscalari funzionano entrambi allo stesso modo in termini di come manipolano i dati, ma la loro differenza sta nel numero di manipolazioni ed elementi di dati su cui possono lavorare in un determinato momento. I processori Superscalar sono in grado di gestire più istruzioni ed elementi di dati, mentre il processore scalare semplicemente non può, rendendo il primo un processore più potente del secondo.
I processori scalari e superscalari hanno entrambi alcune somiglianze con i processori vettoriali. Come un processore scalare, un processore vettoriale esegue anche una singola istruzione alla volta, ma invece di manipolare solo un elemento di dati, la sua singola istruzione può accedere a più elementi di dati. Simile al processore superscalare, un processore vettoriale ha diverse unità funzionali ridondanti che gli consentono di manipolare più elementi di dati, ma può funzionare solo su una singola istruzione alla volta. In sostanza, un processore superscalare è una combinazione di un processore scalare e un processore vettoriale.