Vad är skillnaden mellan vektor- och skalprocessorer?

Den del av en dator som låter den fungera genom att utföra instruktioner från olika program är den centrala processorenheten (CPU). CPU, även kallad en processor, får ett programinstruktioner; avkodar dessa instruktioner och delar dem upp i enskilda delar; utför dessa instruktioner; och rapporterar resultaten och skriver tillbaka dem i minnet. Formatet för den processorn finns i en av två primära typer: vektor och skalar. Skillnaden mellan de två är att skalprocessorer endast arbetar med en datapunkt i taget, medan vektorprocessorer arbetar på en mängd data.

Scalarprocessorer är den mest grundläggande typen av processor. Dessa bearbetar ett objekt i taget, vanligtvis heltal eller flytande punktnummer, som är nummer som är för stora eller små för att representeras av heltal. Eftersom varje instruktion hanteras i tur och ordning kan grundläggande skalarbearbetning ta lite tid. De flesta moderna datorer använder en typ av skalprocessor.

Däremot arbetar vektorprocessorer på en mängd datapunkter. Detta innebär att istället för att hantera varje objekt individuellt kan flera objekt som alla har samma instruktion hanteras samtidigt. Detta kan spara tid över skalarbearbetning, men ger också ett system komplexitet, vilket kan bromsa andra funktioner. Vektorbehandling fungerar bäst när det finns en stor mängd data som ska behandlas, av vilka grupper kan hanteras med en instruktion.

Vektor- och skalprocessorer skiljer sig också i starttider. En vektorprocessor kräver ofta en långvarig start av datorn på grund av flera uppgifter som utförs. Scalarprocessorer startar en dator på mycket kortare tid, eftersom endast enskilda uppgifter utförs.

Den superscalar processor tar element av varje typ och kombinerar dem för ännu snabbare bearbetning. Genom att använda parallellitet på instruktionsnivå kan superscalar-behandling utföra flera operationer samtidigt. Detta gör det möjligt för CPU: n att prestera mycket snabbare än en grundläggande skalprocessor, utan den extra komplexiteten och andra begränsningar av vektorprocessorn. Det kan dock vara problem med denna typ av processor, eftersom den måste bestämma vilka uppgifter som kan utföras parallellt och vilka är beroende av att andra uppgifter först slutförs.

Vektor- och skalprocessorer används fortfarande dagligen. Vissa videospelkonsoler använder till exempel en kombination av både vektor- och skalprocessorer. Vektorbehandling anses ha löfte när man hanterar multimediauppgifter där en instruktion kan hantera den stora mängd data som krävs för video och ljud.