Di jantung setiap komputer, Anda akan menemukan CPU. Itu Unit pemrosesan utama adalah perangkat keras kritis. Ini menjalankan sistem operasi dan semua program di komputer Anda. CPU dirancang sebagai prosesor tujuan umum. Sesuai sifatnya, mereka seharusnya bisa menangani semuanya.
Namun, CPU tidak terlalu bagus pada beberapa jenis beban kerja karena perangkat keras untuk keperluan umum mereka tidak dapat dioptimalkan untuk tugas-tugas tertentu tanpa kehilangan sifat tujuan umumnya. Atau menjadi sangat besar, kompleks, dan mahal. Selain itu, CPU mana pun hanya akan mampu menangani begitu banyak data dan pemrosesan sekaligus. Koprosesor adalah unit pemrosesan kedua yang secara eksplisit dirancang untuk mengambil salah satu atau kedua skenario ini.
Koprosesor hanyalah unit pemrosesan kedua di dalam komputer. Dalam beberapa skenario, ini bisa menjadi CPU fisik ganda pada motherboard yang sama seperti di beberapa server. Dalam skenario Komputasi Kinerja Tinggi dan superkomputer, koprosesor tujuan umum ini juga dapat ditemukan pada kartu tambahan PCIe. Coprocessor sering difokuskan pada tugas tertentu daripada prosesor tujuan umum. Prosesor khusus tugas ini dapat dipasang langsung ke motherboard atau disertakan pada papan anak terpisah seperti kartu tambahan PCIe.
Koprosesor Pertama
Koprosesor pertama relatif sederhana. Mereka dirancang untuk menangani I/O atau Input dan Output untuk komputer mainframe. Masalahnya adalah pemrosesan I/O merupakan tugas yang sangat memakan waktu bagi CPU. Namun, tugas pemrosesan yang sebenarnya relatif sederhana. Jadi cukup murah untuk membuat prosesor untuk menanganinya. Sementara koprosesor mengambil I/O secara efisien, CPU harus mengeluarkan parameter I/O sederhana, membebaskan waktu prosesor, dan meningkatkan kinerja sistem.
PC IBM asli menyertakan koprosesor aritmatika floating point opsional. CPU hari ini melakukan jenis matematika ini dalam perangkat lunak yang lambat tetapi cukup fungsional untuk kasus-kasus langka yang diperlukan untuk sebagian besar pengguna. Namun, Computer-Aided Design, atau sistem CAD, menggunakan jenis matematika ini secara konstan. Dengan memisahkan aritmatika floating point ke dalam coprocessor, kecepatan tidak hanya meningkat saat dibutuhkan, terima kasih untuk akselerasi perangkat keras, tetapi pengguna yang tidak membutuhkannya dapat menghemat uang dengan membeli sistem tanpa koprosesor.
Pada akhirnya, koprosesor sederhana ini memiliki fungsinya yang terintegrasi ke dalam arsitektur CPU. Ini sebagian merupakan hasil alami dari pengembangan CPU yang berkelanjutan tetapi juga terkait dengan kesulitan dalam melanjutkan sinkronisasi sederhana karena kecepatan clock CPU meningkat. Sementara CPU dan koprosesor ini berjalan cukup baik pada 75MHz, akan ada penundaan waktu yang besar, konsumsi daya, dan masalah interferensi frekuensi radio pada frekuensi GHz saat ini. Masalah ini memerlukan sistem pensinyalan yang lebih kompleks antara CPU dan koprosesor modern.
GPU
GPU atau Unit Pemrosesan Grafik mungkin adalah bentuk koprosesor yang paling terkenal. Mereka dirancang untuk dioptimalkan untuk beban kerja rendering grafis yang sangat paralel. CPU dapat melakukan tugas ini dalam perangkat lunak atau dengan chip grafis terintegrasi. Namun, untuk menawarkan performa tinggi dari GPU modern, mereka harus mengintegrasikan seluruh GPU die ke dalam CPU die.
Ini secara besar-besaran akan meningkatkan biaya dan kompleksitas CPU dan juga secara signifikan meningkatkan produksi panas. Chip grafis terintegrasi sudah memakan cukup banyak ruang mati CPU. Mereka dapat mengurangi kecepatan keseluruhan CPU karena keluaran panasnya.
Kartu suara
Secara historis, CPU dapat memproses sinyal audio tetapi tidak fantastis dalam hal itu. Artefak audio yang dihasilkan dan statis menyebabkan terciptanya kartu suara. Ini akan menyediakan port input dan output audio dan melakukan pemrosesan audio yang sebenarnya pada kartu suara itu sendiri. Ini secara signifikan meningkatkan isolasi sinyal dan kualitas output suara. Sementara beberapa kartu suara masih ada, mereka sama sekali tidak diperlukan di komputer modern karena pemrosesan suara terintegrasi langsung pada motherboard. CPU jauh lebih baik daripada di masa kejayaan kartu suara.
NPU
Jenis koprosesor yang relatif baru adalah NPU atau Neural Processing Unit. Ini dirancang untuk melakukan atau mempercepat beban kerja AI. NPU pada level tinggi sangat mirip dengan GPU, hanya dengan pengoptimalan khusus untuk beban kerja AI. Karena kinerja beban kerja AI menjadi lebih dari hal yang digunakan pengguna normal pada ponsel cerdas dan komputer, ini kemungkinan akan menjadi lebih umum.
Koprosesor Terintegrasi
CPU modern mengintegrasikan banyak bentuk koprosesor langsung ke dalam keseluruhan CPU atau arsitektur. Ini dapat dengan mudah dilihat dengan chip grafis terintegrasi yang diukir ke dalam silikon yang sama dengan CPU lainnya. Namun, pemrosesan sebenarnya tidak dilakukan oleh inti CPU. Di CPU Ryzen AMD, ada juga die I/O terpisah yang menangani komunikasi antara chiplet dan bagian komputer lainnya. Beberapa perangkat seluler modern juga dilengkapi dengan NPU untuk pemrosesan AI.
Kesimpulan
Koprosesor adalah prosesor sekunder, tersier, kuaterner, dll. dalam perangkat komputasi di mana CPU adalah prosesor utama. Tidak ada batasan jumlah koprosesor dalam suatu sistem. Namun, dukungan perangkat lunak/perangkat keras, pembuangan panas, ruang fisik, dan biaya semuanya akan berperan.
Sebuah coprocessor menangani tugas-tugas untuk CPU yang meningkatkan kinerja secara keseluruhan di kedua tugas tertentu dengan melakukannya secara optimal mode, dan dalam tugas lain, dengan meniadakan kebutuhan CPU untuk membuang daya pemrosesannya melakukan tugas dalam cara yang tidak dioptimalkan mode. Seiring waktu, banyak koprosesor terintegrasi ke dalam CPU seiring kemajuan teknologi. Namun, batas daya dan termal membatasi ini dalam beberapa skenario.