协处理器(coprocessor)是一种 与中央处理器(CPU)相对并独立工作的芯片,用于特定的计算任务。它可以承担特殊的运算任务,以降低由CPU完成这些计算所需的时间。协处理器一般具有较高的性能,可以执行某些特殊的计算操作,如数值处理、图形处理和声音处理等任务。
协处理器的特性包括:
特定处理任务:
协处理器用于减轻CPU的特定处理负担,例如数学协处理器可以控制数字处理,图形协处理器可以处理视频绘制。
高性能:
协处理器通常具有较高的性能,能够执行CPU难以高效处理的任务。
独立工作:
协处理器与CPU相对独立,通过专门的接口与CPU连接,可以并行处理任务。
扩展指令集:
协处理器可以通过提供一组专门的新指令来扩展指令集,分为控制部件(CU)和数值执行部件(NEU)。
应用领域:
协处理器广泛应用于各种需要高性能计算的领域,如图形处理单元(GPU)、数字信号处理器(DSP)和物理协处理器等。
内部结构:
以80x87数学协处理器为例,它由控制部件(CU)和数值执行部件(NEU)组成,CU负责将协处理器接到CPU的系统总线上,NEU则负责复制执行所有的协处理器指令。
历史发展:
协处理器的概念早在80486时代就已经存在,用于提升浮点运算能力。现代协处理器在手机、计算机和各种嵌入式系统中得到了广泛应用。
总的来说,协处理器通过专门的设计和优化,能够高效地处理特定类型的计算任务,从而提升系统的整体性能和效率。