Краткое содержание
- Математические сопроцессоры произвели революцию в производительности ЦП за счет использования специализированных микросхем, предназначенных для математических вычислений.
- Инновационные модели, такие как Intel 8087, расширили возможности персональных компьютеров, позволив им выполнять сложные задачи, ранее доступные только более крупным системам.
- Такие компании, как Cyrix, стали серьезными конкурентами на рынке математических сопроцессоров, бросив вызов доминированию Intel.
В современных вычислениях ожидается, что ваш CPU и GPU будут умело управлять любыми математическими операциями без проблем. Однако в первые дни персональных компьютеров пользователям иногда требовалось включать дополнительный чип, известный как математический сопроцессор, чтобы повысить производительность.
Что такое математический сопроцессор?
Математический сопроцессор, обычно называемый FPU (Floating Point Unit), представляет собой специализированный микропроцессор, предназначенный для повышения эффективности и точности математических вычислений для ЦП, который он дополняет. Например, Intel 80387SX служит математическим сопроцессором для ЦП 80386SX.
Если вы приобрели компьютер 80386SX и впоследствии столкнулись с необходимостью сложных математических вычислений, установка 80387SX в предназначенный для него разъем на материнской плате обеспечит существенное ускорение операций с плавающей запятой.
Термин «плавающая точка» относится к вычислениям, включающим десятичные значения, в отличие от «целочисленной» математики, которая ограничена целыми числами. Вычисления с плавающей точкой имеют решающее значение для точности и необходимы в различных областях, таких как наука и инженерия. Сегодня они лежат в основе многочисленных программных приложений, особенно в играх, порождая такие термины, как гигафлоп и терафлоп, где «FLOP» означает «операция с плавающей точкой».
Сопроцессоры не ограничивались только вычислениями с плавающей точкой; они также облегчали обработку сигналов и обрабатывали задачи ввода-вывода (I/O) между различными компонентами компьютера. Хотя основной ЦП мог управлять этими функциями, ему часто не хватало эффективности при их выполнении.
Генезис математических сопроцессоров для настольных компьютеров
Хотя концепция специализированных процессоров для отдельных математических функций была распространена в сферах мэйнфреймов и мини-компьютеров, она стала примечательной особенностью домашних вычислений только в конце 1970-х и начале 1980-х годов. В то время ландшафт домашних вычислений все еще находился в зачаточном состоянии.
Знаковым ранним примером математического сопроцессора был Intel 8087, представленный в 1980 году как дополнительное усовершенствование процессоров Intel 8086 и 8088, которые использовались в первых персональных компьютерах IBM. Это новшество позволило даже настольным компьютерам начального уровня выполнять сложные задачи, для которых ранее требовались более дорогие и большие системы.
Вскоре и другие производители последовали их примеру: например, Motorola представила модель 68881, разработанную для процессоров серии 68000, которыми оснащались ранние модели компьютеров Apple Macintosh и Amiga.
Появление сторонних математических сопроцессоров
Открытый сокет сопроцессора, доступный в домашних компьютерах, стал заманчивой возможностью, которую некоторые компании не могли упустить. Cyrix был среди пионеров, выпустив свои Cyrix FasMath 83D87 и 83S87, которые составили значительную конкуренцию вариантам сопроцессоров Intel. Это ознаменовало начало спорной истории, в которой Cyrix часто оказывался в разногласиях с Intel, что привело к продолжению производства ее ЦП, включая известный 6x86MX.
Между тем, появились нишевые сопроцессоры, которые преуспели в определенных приложениях. Ярким примером является Weitek Abacus FPU , используемый передовым программным обеспечением, таким как Autodesk Renderman, для 3D-дизайна задолго до появления специализированных графических процессоров.
К концу 1990-х годов эпоха автономных сопроцессоров в значительной степени прошла. Современные центральные и графические процессоры теперь легко обрабатывают вычисления с плавающей точкой в интегрированных процессорных пакетах. В наши дни персональный компьютер может похвастаться многочисленными центральными процессорами — например, мой ноутбук может похвастаться 24 процессорами, продолжая традицию совместной обработки в вычислениях.
Часто задаваемые вопросы
1. Какую роль играет математический сопроцессор в современных вычислениях?
Хотя математические сопроцессоры когда-то были необходимы, современные центральные и графические процессоры разработаны для эффективного выполнения сложных вычислений без необходимости использования отдельных чипов. Однако понимание исторической роли математических сопроцессоров дает ценный контекст для современных интегрированных систем обработки.
2. Могу ли я сегодня использовать математические сопроцессоры?
Как правило, математические сопроцессоры несовместимы с современными вычислительными системами, поскольку они были разработаны для определенных старых архитектур. Большинство функций были ассимилированы в современных ЦП и ГП.
3. Как математические сопроцессоры изменили ландшафт персональных компьютеров?
Математические сопроцессоры позволили персональным компьютерам выполнять сложные математические вычисления, ранее зарезервированные для более мощных и дорогих систем. Эта доступность подстегнула рост вычислений в различных областях, способствуя эволюции настольных систем в многофункциональные машины, на которые мы полагаемся сегодня.
Добавить комментарий