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Un coprocesseur arithmétique est une unité de traitement spécialisée qui fonctionne aux côtés d'une unité centrale de traitement (CPU) pour gérer les opérations arithmétiques, en particulier celles impliquant des nombres à virgule flottante et d'autres calculs complexes. Au lieu que le processeur principal les gère, le coprocesseur prend en charge cette charge de travail, accélérant considérablement les temps de traitement.
Voici un aperçu de ses principales fonctionnalités :
* Matériel spécialisé : Les coprocesseurs sont conçus avec du matériel dédié optimisé pour les opérations arithmétiques. Ce matériel comprend souvent des instructions et des circuits spécialisés pour des tâches telles que la multiplication, la division, les fonctions trigonométriques (sinus, cosinus, tangente), l'exponentiation et les calculs logarithmiques. Cela contraste avec le CPU, qui peut avoir des jeux d'instructions plus généralisés.
* Arithmétique à virgule flottante : Une fonction principale consiste à gérer les nombres à virgule flottante, essentiels pour les applications scientifiques, techniques et graphiques. Les nombres à virgule flottante peuvent représenter une plage de valeurs beaucoup plus large (y compris des nombres très grands et très petits) avec différents degrés de précision par rapport aux nombres entiers. Le coprocesseur gère efficacement les complexités de l'arithmétique à virgule flottante.
* Déchargement du processeur : En effectuant ces tâches gourmandes en calcul, le coprocesseur libère le processeur pour gérer d'autres instructions et processus. Cela conduit à des performances globales du système plus rapides.
* Jeu d'instructions : Il possède son propre jeu d’instructions, un ensemble de commandes qu’il comprend. Le CPU comprend généralement des instructions pour lancer des opérations avec le coprocesseur et pour gérer le transfert de données entre eux.
Contexte historique :
Dans le passé, les coprocesseurs arithmétiques étaient des puces distinctes branchées sur des sockets de la carte mère à côté du processeur. Un exemple frappant est l'Intel 8087, qui fonctionnait avec les processeurs 8086/8088. De nos jours, cependant, la plupart des processeurs intègrent des unités à virgule flottante (FPU) qui fonctionnent de manière similaire aux anciens coprocesseurs, éliminant ainsi le besoin d'une puce séparée. Le terme « coprocesseur » est moins couramment utilisé aujourd’hui, le terme « FPU » étant plus répandu.
Essentiellement, même si la distinction entre un coprocesseur arithmétique dédié et un FPU intégré est en grande partie historique, le concept fondamental reste le même :une unité spécialisée améliorant les capacités d'un processeur pour les calculs arithmétiques, en particulier ceux impliquant des nombres à virgule flottante.
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