计算机的主处理器（CPU）和协处理器（coprocessor）之间的区别主要在于它们的设计和功能。 这旨在处理特定类型的任务或优化特定的计算工作。
主处理器 （CPU）：
1.通用处理器：主处理器是计算机的核心组件，负责执行大部分指令和计算任务。 它用途广泛，能够执行各种任务，包括运行操作系统、控制应用程序、执行算术运算、处理输入和输出等。
2.全面的任务处理：CPU 旨在处理各种常见的计算任务，包括整数和浮点运算、逻辑运算、分支和跳转等，使计算机能够在不同的应用程序之间切换并执行多个任务。
3.多核设计：现代 CPU 通常包含多个内核，每个内核能够执行独立的指令流，从而提高整体性能。
协处理器：
1.专用功能处理器：协处理器旨在优化特定类型的计算任务，例如图形处理、加密和解密、信号处理等。 它们针对特定工作负载进行了优化，并在各自的领域中提供更高效的计算。
2.性能增强或功能扩展：协处理器通常作为附加组件或单独的芯片存在，可用于提高计算机系统的性能或扩展特定功能。 例如，图形处理单元 （GPU） 是一种协处理器，广泛用于处理图形和并行计算任务。
3.专用加速计算：一些协处理器专注于某些特殊的计算，通过并行、专用硬件加速等方式提高执行效率。
这种设计允许计算机系统在处理不同类型的工作负载时更有效地运行。 CPU 负责执行通用任务，而协处理器则为特定任务或域提供更高效的计算能力。 这种组合在处理各种任务和应用程序时提供了更好的性能和灵活性。
协处理器的特点是与主处理器协同工作，而不是能够从主处理器自主运行，原因如下：
1.协处理：协处理器旨在与主机处理器协同工作以执行特定类型的任务，为特定功能或工作负载提供硬件加速。 协处理器通常与主处理器协同工作，而不是独立执行任务。
2.共享资源：协处理器通常共享主处理器的一些资源，例如内存和输入/输出接口。 这种共享确保了协处理器能够访问主系统的数据和信息，同时也使主机处理器能够控制和协调协处理器的工作。
3.系统一致性：现代计算机系统通常根据某些架构和标准进行设计，以确保硬件和软件之间的一致性和互操作性。 协处理器与主处理器协同工作，以保持系统的一致性和稳定性。
4.任务分工：主处理器和协处理器之间的任务分工使系统能够更有效地处理不同类型的工作负载。 主处理器负责通用计算和系统控制，而协处理器则专注于特定类型的计算任务，如图形处理、加解密等。
5.硬件和软件集成：协处理器通常是系统硬件的一部分，旨在与主处理器和其他系统组件相互关联。 这种硬件集成使得协处理器难以独立于主处理器运行。
总体而言，协处理器旨在提供特定域中的硬件加速，而不是取代主处理器。 通过协同工作，主处理器和协处理器可以协同工作，为不同类型的应用提供更高效的计算能力。
出于以下几个原因，一些协处理器设计有专用的内存和存储单元：
1.数据局部性：协处理器通常用于执行可能涉及大量数据的特定类型的计算任务。 为了提高性能，协处理器可以具有专用的内存和存储单元来存储和访问与其任务相关的数据。 这增加了数据的局部性并减少了对主内存的访问，从而提高了访问速度。
2.优化的访问模式：可以根据协处理器执行的特定计算任务来优化专用内存和存储单元。 例如，图形处理单元 （GPU） 通常具有专用的图形内存，可以有效地处理图像数据。 这种优化有助于提高数据访问速度和计算效率。
3.并行计算需求：协处理器通常用于执行高度并行的计算任务，例如图形渲染或科学计算。 在这些情况下，具有独立存储器和存储单元的设计可以支持并行访问和计算，从而提高整体性能。
尽管协处理器可以具有专用的内存和存储单元，但由于以下原因，它们通常仍不能完全独立于主处理器运行：
1.任务协同作用：协处理器的任务通常与主处理器协同工作，而不是完全独立运行。 主处理器负责协调和管理整个系统，确保各个组件相互协同工作。
2.共享资源：协处理器和主机处理器通常需要共享一些系统资源，例如 I/O 接口、总线等。 这些资源的共享使得协处理器无法完全独立运行。
3.系统一致性：现代计算机系统旨在实现一致性和互操作性，以确保硬件和软件的兼容性。 协处理器与主处理器协同工作，以保持系统的一致性。
总体而言，专用存储器和存储单元的设计使协处理器能够更有效地执行特定任务，但仍与主处理器存在协同作用和依赖性。 此设计取决于系统架构和应用程序要求，以平衡性能和协同工作的需求。