Shrnutí
- Matematické koprocesory způsobily revoluci ve výkonu CPU využitím specializovaných čipů určených pro matematické výpočty.
- Inovativní modely, jako je Intel 8087, rozšířily možnosti osobních počítačů a umožnily jim provádět složité úkoly, které byly dříve vyhrazeny pro větší systémy.
- Společnosti jako Cyrix se ukázaly jako impozantní soupeři v aréně matematických koprocesorů a zpochybnili dominanci Intelu.
V moderních počítačích se očekává, že váš CPU a GPU dovedně bez problémů zvládnou jakékoli matematické operace. V rodící se době osobních počítačů však uživatelé někdy potřebovali začlenit další čip – známý jako matematický koprocesor – ke zvýšení výkonu.
Co přesně je matematický koprocesor?
Matematický koprocesor, běžně označovaný jako FPU (Floating Point Unit), je specializovaný mikroprocesor určený ke zvýšení účinnosti a přesnosti matematických výpočtů pro CPU, které doplňuje. Například Intel 80387SX slouží jako matematický koprocesor pro CPU 80386SX.
Pokud byste si pořídili počítač 80386SX a později čelili potřebě pokročilých matematických výpočtů, přidání 80387SX do určené patice základní desky by poskytlo podstatné zrychlení operací s pohyblivou řádovou čárkou.
Termín „plovoucí desetinná čárka“ se týká výpočtů zahrnujících desetinné hodnoty, na rozdíl od „celočíselné“ matematiky, která je omezena na celá čísla. Výpočty s pohyblivou řádovou čárkou jsou klíčové pro přesnost a jsou nezbytné v různých oblastech, jako je věda a inženýrství. Dnes jsou základem mnoha softwarových aplikací, zejména v oblasti her, generují termíny jako gigaflop a teraflop, kde „FLOP“ znamená „operaci s pohyblivou řádovou čárkou“.
Koprocesory nebyly omezeny pouze na výpočty s pohyblivou řádovou čárkou; Usnadnily také zpracování signálu a zvládly vstupní/výstupní (I/O) úlohy mezi různými komponentami počítače. Primární CPU sice dokázalo tyto funkce spravovat, často však postrádalo efektivitu při jejich provádění.
Geneze stolních matematických koprocesorů
Ačkoli koncept specializovaných procesorů pro odlišné matematické funkce převládal v oblasti sálových počítačů a minipočítačů, stal se pozoruhodným rysem domácí výpočetní techniky až koncem 70. a začátkem 80. let 20. století. Krajina domácích počítačů byla v této době stále v plenkách.
Ikonickým raným příkladem matematického koprocesoru byl Intel 8087, představený v roce 1980 jako volitelné vylepšení procesorů Intel 8086 a 8088, které poháněly inaugurační osobní počítače IBM. Tato inovace umožnila i základním stolním počítačům provádět náročné úkoly, které dříve vyžadovaly dražší a větší systémy.
Ostatní výrobci brzy následovali se svými nabídkami; Motorola například představila 68881, navržený pro své procesory řady 68000, který vybavil rané modely počítačů Apple Macintosh a Amiga.
Vznik matematických koprocesorů třetích stran
Otevřený koprocesorový socket dostupný v domácích počítačích se stal lákavou příležitostí, kterou některé společnosti nemohly přehlédnout. Cyrix byl mezi průkopníky a uvedl na trh svůj Cyrix FasMath 83D87 a 83S87, který představoval významnou konkurenci možností koprocesorů Intel. To znamenalo začátek sporné historie, kdy se Cyrix často dostal do sporu s Intelem, což vyvrcholilo pokračující výrobou jeho CPU, včetně pozoruhodného 6x86MX.
Mezitím se objevily specializované koprocesory, které excelovaly ve specifických aplikacích. Ukázkovým příkladem je Weitek Abacus FPU , využívaný pokročilým softwarem jako Autodesk Renderman pro 3D navrhování dlouho před příchodem vyhrazených GPU.
Koncem devadesátých let éra samostatného koprocesoru z velké části pominula. Moderní CPU a GPU nyní bezproblémově zvládají výpočty s plovoucí desetinnou čárkou v rámci integrovaných procesorových balíčků. V dnešní době se osobní počítač může pochlubit mnoha procesory – například můj notebook se může pochlubit 24 procesory, které pokračují v dědictví společného zpracování ve výpočetní technice.
Často kladené otázky
1. Jakou roli hraje matematický koprocesor v moderních počítačích?
Zatímco matematické koprocesory byly kdysi nezbytné, moderní CPU a GPU jsou navrženy tak, aby efektivně prováděly složité výpočty, aniž by potřebovaly samostatné čipy. Pochopení historické role matematických koprocesorů však poskytuje cenný kontext pro dnešní integrované systémy zpracování.
2. Mohu dnes ještě používat matematické koprocesory?
Obecně platí, že matematické koprocesory nejsou kompatibilní s moderními výpočetními systémy, protože byly navrženy pro specifické starší architektury. Většina funkcí byla asimilována do současných CPU a GPU.
3. Jak matematické koprocesory změnily prostředí osobních počítačů?
Matematické koprocesory umožňovaly osobním počítačům provádět složité matematické výpočty, které byly dříve vyhrazeny pro výkonnější a dražší systémy. Tato dostupnost podnítila růst výpočetní techniky v různých oblastech a přispěla k vývoji desktopových systémů v multifunkční stroje, na které dnes spoléháme.
Napsat komentář