Koprozessoren

Koprozessoren sind intelligente Bausteine oder Baugruppen, die parallel zum Hauptprozessor arbeiten oder auch diesen ersetzen. Sie können für sehr spezielle Aufgaben gebaut sein. Nach ihrer Funktionsweise lassen sich unterscheiden:

• Koprozessoren, die für einen bestimmten Hauptprozessortyp geschaffen wurden und daher auch mit speziellen Signalen ausgestattet sind; sie horchen sozusagen seinen Busverkehr ab und filtern die für sie bestimmten Befehle heraus.

• Koprozessoren, die wie Peripheriebausteine angesprochen werden; sie sind über den normalen Daten- und Adreßbus und über die Funktionscode-Leitungen ansprechbar.

Vom ersten Typ sind z.B. die in den Personal Computern mit Prozessoren vom Typ Intel $80x86$ einbaubaren Numerik-Koprozessoren (FPU -- engl. floating point unit) $80x87$. Diese Koprozessoren sind ausgelegt für arithmetische Operationen im Gleitkommaformat (REAL-Zahlen) und für die Wurzelberechnung, Winkelfunktionen mit ihren Inversen, logarithmische und Exponentialfunktionen. Ab der Prozessorgeneration $80486$ ist ein Koprozessor im Hauptprozessor integriert.

Die Verwendung solcher Koprozessoren bringt bei rechenintensiven Programmen Beschleunigungen mit Faktoren in der Größenordnung von 10. Durch die Koprozessorschnittstelle im Hauptprozessor ist es möglich, daß die CPU parallel zur FPU die Arbeit fortsetzt, bis das Ergebnis des Koprozessors benötigt wird.

Koprozessoren vom zweiten Typ sind beispielsweise Signalprozessoren, die analog/digital- oder digital/analog-Wandlung von Daten durchführen. Ihr Einsatz wird vom Hauptprozessor gesteuert, oder sie arbeiten sogar unabhängig vom ihm. In diese Klasse fallen auch die in Abschnitt 6.4.2 besprochenen Grafikprozessoren (GPUs).