まとめ
- 数学コプロセッサは、数学計算専用の特殊なチップを利用することで CPU パフォーマンスに革命をもたらしました。
- Intel 8087 のような革新的なモデルにより、パーソナル コンピュータの機能が強化され、以前は大規模なシステムでしか実行できなかった複雑なタスクを実行できるようになりました。
- Cyrix などの企業が数値演算コプロセッサの分野で強力な競争相手として登場し、Intel の優位性に挑戦しました。
現代のコンピューティングでは、CPU と GPU があらゆる数学演算をシームレスに巧みに処理することが期待されています。しかし、パーソナル コンピュータの初期の頃は、パフォーマンスを向上させるために、ユーザーは数学コプロセッサと呼ばれる追加のチップを組み込む必要がある場合もありました。
数値演算コプロセッサとは正確には何ですか?
一般的に FPU (浮動小数点ユニット) と呼ばれる数値演算コプロセッサは、補完する CPU の数値計算の効率と精度を高めることに特化したマイクロプロセッサです。たとえば、Intel 80387SX は 80386SX CPU の数値演算コプロセッサとして機能します。
80386SX コンピュータを購入し、その後高度な数学計算が必要になった場合は、指定されたマザーボード ソケットに 80387SX を追加すると、浮動小数点演算の速度が大幅に向上します。
「浮動小数点」という用語は、小数値を含む計算に関係し、整数に限定される「整数」計算とは対照的です。浮動小数点計算は精度にとって極めて重要であり、科学や工学などのさまざまな分野で不可欠です。今日、浮動小数点計算は、特にゲームにおいて、多数のソフトウェア アプリケーションの基礎となっており、「ギガフロップス」や「テラフロップス」などの用語を生み出しています。ここで、「FLOP」は「浮動小数点演算」を意味します。
コプロセッサは浮動小数点計算だけに限定されず、信号処理を容易にし、さまざまなコンピュータ コンポーネント間の入出力 (I/O) タスクも処理します。プライマリ CPU はこれらの機能を管理できますが、実行効率が不十分な場合がよくありました。
デスクトップ数値演算コプロセッサの誕生
特定の数学関数に特化したプロセッサという概念は、メインフレームやミニコンピュータの分野では普及していましたが、それが家庭用コンピュータの注目すべき特徴となったのは、1970 年代後半から 1980 年代前半になってからのことでした。当時、家庭用コンピュータはまだ初期段階にありました。
数学コプロセッサの代表的な初期例は、IBM の最初のパーソナル コンピュータに搭載された Intel 8086 および 8088 プロセッサのオプション拡張機能として 1980 年に導入された Intel 8087 です。このイノベーションにより、エントリー レベルのデスクトップ マシンでも、以前はより高価で大規模なシステムを必要としていた要求の厳しいタスクを実行できるようになりました。
他のメーカーもすぐに追随し、たとえばモトローラは、Apple Macintosh や Amiga コンピュータの初期モデルに搭載された 68000 シリーズ プロセッサ用に設計された 68881 を発表しました。
サードパーティの数値演算コプロセッサの登場
家庭用コンピュータで利用できるオープン コプロセッサ ソケットは、一部の企業にとって見逃せない魅力的な機会となりました。Cyrix は先駆者の 1 つで、Cyrix FasMath 83D87 および 83S87 を発売し、Intel のコプロセッサ オプションに強力な競合をもたらしました。これが、Cyrix が Intel と頻繁に対立するという論争の多い歴史の始まりとなり、有名な 6x86MX を含む CPU の生産が継続されることになりました。
一方、特定のアプリケーションで優れた性能を発揮するニッチなコプロセッサが登場しました。代表的な例としては、専用 GPU が登場するずっと前から 3D デザイン用の Autodesk Renderman などの高度なソフトウェアで使用されていたWeitek Abacus FPUがあります。
1990 年代後半までに、スタンドアロン コプロセッサの時代はほぼ終わりました。現代の CPU と GPU は、統合プロセッサ パッケージ内で浮動小数点演算をシームレスに処理します。今日では、パーソナル コンピュータに多数の CPU が搭載されることもあります。たとえば、私のラップトップは 24 個のプロセッサを搭載しており、コンピューティングにおけるコプロセッサの伝統を引き継いでいます。
よくある質問
1. 現代のコンピューティングにおいて、数値演算コプロセッサはどのような役割を果たしていますか?
かつては数学コプロセッサが不可欠でしたが、現代の CPU と GPU は、別のチップを必要とせずに複雑な計算を効率的に実行できるように設計されています。しかし、数学コプロセッサの歴史的な役割を理解することは、今日の統合処理システムにとって貴重な背景情報を提供します。
2. 現在でも数値演算コプロセッサを使用できますか?
一般的に、数値演算コプロセッサは特定の古いアーキテクチャ向けに設計されているため、最新のコンピューティング システムとは互換性がありません。ほとんどの機能は、最新の CPU と GPU に統合されています。
3. 数値演算コプロセッサはパーソナルコンピューティングの状況をどのように変えましたか?
数値演算コプロセッサにより、以前はより強力で高価なシステムでしか実行できなかった複雑な数値計算をパーソナル コンピュータで実行できるようになりました。この容易さにより、さまざまな分野でコンピューティングが成長し、デスクトップ システムが今日私たちが頼りにしている多機能マシンへと進化することに貢献しました。
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