Qual è la differenza tra processori vettoriali e scalari?
La parte di un computer che gli consente di funzionare, eseguendo le istruzioni di vari programmi, è l'unità centrale di elaborazione (CPU). La CPU, chiamata anche processore, riceve le istruzioni di un programma; decodifica tali istruzioni, suddividendole in singole parti; esegue tali istruzioni; e riporta i risultati, riscrivendoli in memoria. Il formato per quel processore è disponibile in uno dei due tipi principali: vettore e scalare. La differenza tra i due è che i processori scalari operano su un solo punto dati alla volta, mentre i processori vettoriali operano su una matrice di dati.
I processori scalari sono il tipo di processore più semplice. Elaborano un elemento alla volta, in genere numeri interi o numeri in virgola mobile, che sono numeri troppo grandi o piccoli per essere rappresentati da numeri interi. Poiché ogni istruzione viene gestita in sequenza, l'elaborazione scalare di base può richiedere del tempo. La maggior parte dei computer moderni utilizza un tipo di processore scalare.
Al contrario, i processori vettoriali operano su una matrice di punti dati. Ciò significa che anziché gestire ciascun articolo singolarmente, è possibile gestire contemporaneamente più elementi che hanno tutti le stesse istruzioni. Ciò può far risparmiare tempo rispetto all'elaborazione scalare, ma aggiunge anche complessità a un sistema, che può rallentare altre funzioni. L'elaborazione vettoriale funziona in modo ottimale quando è necessario elaborare una grande quantità di dati, i cui gruppi possono essere gestiti da un'istruzione.
I processori vettoriali e scalari si differenziano anche per i tempi di avvio. Un processore vettoriale spesso richiede un avvio prolungato del computer a causa delle molteplici attività eseguite. I processori scalari avviano un computer in un tempo molto più breve, poiché vengono eseguite solo singole attività.
Il processore superscalare prende elementi di ogni tipo e li combina per un'elaborazione ancora più veloce. Utilizzando il parallelismo a livello di istruzione, l'elaborazione superscalare può eseguire più operazioni contemporaneamente. Ciò consente alla CPU di funzionare molto più velocemente di un processore scalare di base, senza la complessità aggiuntiva e altre limitazioni del processore vettoriale. Tuttavia, ci possono essere problemi con questo tipo di processore, poiché deve determinare quali attività possono essere eseguite in parallelo e quali dipendono dal completamento di altre attività.
Processori vettoriali e scalari vengono ancora utilizzati su base giornaliera. Alcune console per videogiochi, ad esempio, usano una combinazione di processori vettoriali e scalari. L'elaborazione vettoriale è considerata promettente quando si tratta di attività multimediali in cui un'istruzione può indirizzare la grande quantità di dati richiesti per video e audio.