外围处理部件英文解释翻译、外围处理部件的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【计】 peripheral processing unit
分词翻译:
外的英语翻译:
besides; in addition; not closely related; other; outer; outside; unofficial
【医】 ec-; ecto-; exo-; extra-; xeno-
围的英语翻译:
all round; beleaguer; enclose; surround
处理部件的英语翻译:
【计】 process element; processing element; processing section
processing unit
【经】 processing unit
专业解析
外围处理部件(Peripheral Processing Unit, PPU),在计算机系统架构中,是指独立于中央处理单元(CPU)之外,专门负责处理特定输入/输出(I/O)任务或特定计算任务的硬件组件。其主要目的是分担CPU的负担,提高整个系统的效率和性能。
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核心功能与定位:
- I/O 任务卸载:CPU 的核心任务是执行程序指令和进行通用计算。外围处理部件则专门负责管理与外部设备(如磁盘驱动器、打印机、网络接口卡、图形显示器、传感器等)的通信和数据传输。这包括处理设备中断、数据缓冲、协议转换(如串行通信)、错误校验等繁琐且耗时的操作。
- 专用计算加速:某些外围处理部件不仅仅是管理I/O,它们自身也具备处理能力,能够执行特定的计算任务。例如,图形处理单元(GPU)最初就是作为处理图形渲染这一特定计算任务的外围处理部件发展起来的。现代的GPU、张量处理单元(TPU)、数字信号处理器(DSP)等都可以视为高度专业化的外围处理部件。
- 并行处理:通过使用多个外围处理部件或具有并行处理能力的PPU(如GPU),系统可以同时处理多个I/O请求或执行大规模并行计算任务,显著提升吞吐量。
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工作模式:
- 外围处理部件通常与CPU协同工作。CPU 负责发出指令或设置任务参数给PPU,PPU 则独立执行这些任务。任务完成后,PPU 通常会通过中断或其他机制通知CPU。
- 它们拥有自己的处理逻辑、寄存器、缓存(有时甚至有自己的专用内存),能够在很大程度上自主运行,减少CPU的干预。
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典型示例:
- I/O 处理器 (IOP) /通道 (Channel):在大型机和高性能服务器中常见,专门负责处理所有或某一类I/O操作。
- 直接内存访问控制器 (DMA Controller):一种基础但关键的PPU,它允许外部设备在不需要CPU持续参与的情况下,直接与系统内存交换数据,极大提高了数据传输效率。
- 图形处理单元 (GPU):最著名的专用PPU之一,最初专为图形渲染设计,现已广泛应用于通用并行计算(GPGPU)。
- 网络接口控制器 (NIC):现代高性能网卡通常包含嵌入式处理器,用于处理网络协议栈(如TCP/IP卸载)、数据包过滤、加密解密等任务。
- 声卡 (Sound Card) /音频处理器:处理音频信号的输入、输出和效果处理。
- 磁盘控制器:管理硬盘驱动器、固态驱动器等存储设备的读写操作。
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英文术语对应:
- Peripheral Processing Unit (PPU):最直接对应的术语,强调其作为处理单元的角色。
- Peripheral Processor:与PPU含义基本相同,可互换使用。
- I/O Processor (IOP):特指专注于输入/输出处理的PPU。
- Coprocessor:协处理器,概念上有所重叠。协处理器通常指协助CPU进行特定类型计算(如浮点运算)的处理器,它可以是集成在CPU内的,也可以是独立的外围部件。当协处理器是独立的外设时,它就是一种外围处理部件(如早期的浮点运算协处理器)。现代GPU、TPU等专用加速器也常被视为协处理器。
- Accelerator:加速器,指任何用于提升特定任务计算速度的硬件,包括GPU、TPU、FPGA加速卡等,它们都属于PPU范畴。
- Controller:控制器,如Disk Controller(磁盘控制器)、DMA Controller(DMA控制器)。这个术语更侧重于描述设备的管理和控制功能,但实现这些功能的芯片内部通常包含处理单元,因此也属于PPU。
外围处理部件是计算机系统中不可或缺的组成部分,它们作为CPU的得力助手,专门负责处理特定的I/O操作或计算密集型任务。通过将工作负载从CPU卸载到这些专用硬件上,系统能够实现更高的效率、更快的响应速度和更强的整体性能。其核心价值在于专业化分工和并行处理能力的提升。
参考来源:
- Tanenbaum, A. S., & Bos, H. (2014). Modern Operating Systems (4th ed.). Pearson Education. (操作系统经典教材,详细阐述I/O系统架构,包括I/O处理器、DMA等概念)
- Hennessy, J. L., & Patterson, D. A. (2017). Computer Architecture: A Quantitative Approach (6th ed.). Morgan Kaufmann. (计算机体系结构权威著作,涵盖各类处理单元的角色与交互,包括专用加速器)
- Stallings, W. (2015). Operating Systems: Internals and Design Principles (8th ed.). Pearson Education. (深入讲解操作系统如何管理外围设备和I/O处理)
- IEEE Standards Association. IEEE Std 610.12-1990 - IEEE Standard Glossary of Software Engineering Terminology. (提供标准化的计算机术语定义框架)
网络扩展解释
外围处理部件(Peripheral Processing Unit, PPU)是计算机系统中一类专门用于辅助主处理器(CPU)管理外围设备或执行特定任务的硬件组件。其核心特点是通过分担主机的输入/输出(I/O)操作或复杂计算,提升整体系统效率。
主要功能与类型
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专用任务处理
例如:图形处理器(GPU)专注于图像渲染,声卡处理音频信号,网络接口卡(NIC)管理数据传输。这些部件通过硬件加速减少CPU负载。
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数据转换与控制
包含模数转换器(ADC)、数模转换器(DAC)等,负责将模拟信号(如温度传感器数据)与数字信号相互转换,实现物理世界与计算机的交互。
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独立运算能力
部分高端外围处理部件(如现代GPU)甚至具备并行计算能力,可执行机器学习等复杂任务,形成异构计算体系。
典型应用场景
- 工业控制:PLC(可编程逻辑控制器)通过外围处理部件实时采集设备数据
- 存储管理:RAID控制器独立管理多硬盘数据读写与冗余
- 自动驾驶:专用处理芯片实时处理雷达、摄像头信号
与主机的协作模式
通过总线(如PCIe)、接口(USB)与主机通信,采用中断、DMA(直接内存访问)等方式高效传输数据。例如打印机控制器接收CPU指令后,可自主完成打印数据解析与机械操作,无需CPU持续介入。
当前定义基于通用计算机架构,实际应用中不同领域可能对“外围处理部件”有更细化的分类(如嵌入式系统中的协处理器)。如需更专业的行业标准解释,建议参考IEEE或计算机体系结构专著。
分类
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