Streszczenie
- Koprocesory matematyczne zrewolucjonizowały wydajność procesorów poprzez wykorzystanie specjalistycznych układów przeznaczonych do obliczeń matematycznych.
- Innowacyjne modele, takie jak Intel 8087, zwiększyły możliwości komputerów osobistych, umożliwiając im podejmowanie złożonych zadań, wcześniej zarezerwowanych dla większych systemów.
- Firmy takie jak Cyrix stały się groźnymi konkurentami na rynku koprocesorów matematycznych, rzucając wyzwanie dominacji firmy Intel.
W nowoczesnych komputerach oczekuje się, że Twój CPU i GPU sprawnie i bezproblemowo będą zarządzać wszelkimi operacjami matematycznymi. Jednak w początkach komputerów osobistych użytkownicy czasami musieli włączyć dodatkowy układ — znany jako koprocesor matematyczny — aby zwiększyć wydajność.
Czym właściwie jest koprocesor matematyczny?
Koprocesor matematyczny, powszechnie nazywany FPU (Floating Point Unit), to wyspecjalizowany mikroprocesor przeznaczony do zwiększania wydajności i dokładności obliczeń matematycznych dla procesora, który uzupełnia. Na przykład Intel 80387SX służy jako koprocesor matematyczny dla procesora 80386SX.
Gdybyś nabył komputer 80386SX i później zetknął się z potrzebą wykonywania zaawansowanych obliczeń matematycznych, podłączenie układu 80387SX do przeznaczonego dla niego gniazda na płycie głównej zapewniłoby znaczne przyspieszenie operacji zmiennoprzecinkowych.
Termin „zmiennoprzecinkowy” odnosi się do obliczeń obejmujących wartości dziesiętne, w przeciwieństwie do matematyki „całkowitej”, która jest ograniczona do liczb całkowitych. Obliczenia zmiennoprzecinkowe są kluczowe dla precyzji i są niezbędne w różnych dziedzinach, takich jak nauka i inżynieria. Obecnie stanowią podstawę wielu aplikacji programowych, szczególnie w grach, generując terminy takie jak gigaflop i teraflop, gdzie „FLOP” oznacza „operację zmiennoprzecinkową”.
Koprocesory nie były ograniczone tylko do obliczeń zmiennoprzecinkowych; ułatwiały również przetwarzanie sygnałów i obsługiwały zadania wejścia/wyjścia (I/O) między różnymi komponentami komputera. Podczas gdy główny procesor mógł zarządzać tymi funkcjami, często brakowało mu wydajności w ich wykonywaniu.
Geneza koprocesorów matematycznych dla komputerów stacjonarnych
Chociaż koncepcja wyspecjalizowanych procesorów dla odrębnych funkcji matematycznych była rozpowszechniona w dziedzinie komputerów mainframe i minikomputerów, stała się ona niezwykłą cechą komputerów domowych dopiero pod koniec lat 70. i na początku lat 80. Krajobraz komputerów domowych był wówczas jeszcze w powijakach.
Kultowym wczesnym przykładem koprocesora matematycznego był Intel 8087, wprowadzony w 1980 r. jako opcjonalne ulepszenie procesorów Intel 8086 i 8088, które napędzały pierwsze komputery osobiste IBM. Ta innowacja umożliwiła nawet komputerom stacjonarnym klasy podstawowej wykonywanie wymagających zadań, które wcześniej wymagały droższych i większych systemów.
Wkrótce inni producenci poszli w ich ślady i również zaoferowali swoje produkty. Motorola na przykład wprowadziła układ 68881, przeznaczony do procesorów serii 68000, w które były wyposażone wczesne modele komputerów Apple Macintosh i Amiga.
Pojawienie się koprocesorów matematycznych innych firm
Otwarte gniazdo koprocesora dostępne w komputerach domowych stało się kuszącą okazją, której niektóre firmy nie mogły przegapić. Cyrix był jednym z pionierów, wprowadzając Cyrix FasMath 83D87 i 83S87, które stanowiły znaczną konkurencję dla opcji koprocesora Intela. Zapoczątkowało to burzliwą historię, w której Cyrix często znajdował się w konflikcie z Intelem, co zakończyło się kontynuacją produkcji jego procesorów, w tym godnego uwagi 6x86MX.
W międzyczasie pojawiły się niszowe koprocesory, które wyróżniały się w określonych zastosowaniach. Doskonałym przykładem jest Weitek Abacus FPU , wykorzystywany przez zaawansowane oprogramowanie, takie jak Autodesk Renderman, do projektowania 3D na długo przed pojawieniem się dedykowanych procesorów graficznych.
Pod koniec lat 90. era autonomicznego koprocesora w dużej mierze minęła. Nowoczesne procesory CPU i GPU bezproblemowo obsługują teraz obliczenia zmiennoprzecinkowe w ramach zintegrowanych pakietów procesorów. Obecnie komputer osobisty może pochwalić się wieloma procesorami CPU — mój laptop, na przykład, ma 24 procesory, kontynuując tradycję współprzetwarzania w komputerach.
Często zadawane pytania
1. Jaką rolę odgrywa koprocesor matematyczny w nowoczesnej informatyce?
Podczas gdy koprocesory matematyczne były kiedyś niezbędne, współczesne procesory CPU i GPU są zaprojektowane tak, aby wykonywać złożone obliczenia wydajnie bez potrzeby stosowania oddzielnych układów. Jednak zrozumienie historycznej roli koprocesorów matematycznych zapewnia cenny kontekst dla dzisiejszych zintegrowanych systemów przetwarzania.
2. Czy dziś nadal mogę używać koprocesorów matematycznych?
Generalnie koprocesory matematyczne nie są kompatybilne z nowoczesnymi systemami komputerowymi, ponieważ zostały zaprojektowane dla określonych starszych architektur. Większość funkcjonalności została zasymilowana we współczesnych procesorach CPU i GPU.
3. W jaki sposób koprocesory matematyczne zmieniły oblicze komputerów osobistych?
Koprocesory matematyczne umożliwiły komputerom osobistym wykonywanie złożonych obliczeń matematycznych, wcześniej zarezerwowanych dla bardziej wydajnych i droższych systemów. Ta dostępność napędzała rozwój informatyki w różnych dziedzinach, przyczyniając się do ewolucji systemów stacjonarnych w wielofunkcyjne maszyny, na których polegamy dzisiaj.
Dodaj komentarz