概括
- 數學協處理器利用專用於數學運算的專用晶片徹底改變了 CPU 效能。
- Intel 8087 等創新型號增強了個人電腦的功能，使它們能夠承擔先前為大型系統保留的複雜任務。
- Cyrix 等公司成為數學協處理器領域的強大競爭者，挑戰了英特爾的主導地位。
在現代運算中，人們期望 CPU 和 GPU 能夠熟練地無縫管理任何數學運算。然而，在個人電腦的發展初期，使用者有時需要添加一個額外的晶片（稱為數學協處理器）來提高效能。
數學協處理器到底是什麼？
數學協處理器通常稱為 FPU（浮點單元），是一種專用微處理器，致力於提高與其配對的 CPU 的數學運算的效率和準確性。例如，Intel 80387SX 充當 80386SX CPU 的數學協處理器。
如果您購買了一台 80386SX 計算機，後來需要進行高級數學計算，那麼將 80387SX 添加到其指定的主機板插槽中將大大提高浮點運算的速度。
術語“浮點”涉及涉及十進制值的計算，與僅限於整數的“整數”數學形成鮮明對比。浮點計算對於精度至關重要，並且在科學和工程等各個領域都至關重要。如今，它們支撐著眾多軟體應用程序，尤其是在遊戲領域，產生了千兆浮點運算和萬億次浮點運算等術語，其中「FLOP」表示「浮點運算」。
協處理器不僅限於浮點計算；它們還促進訊號處理並處理不同電腦組件之間的輸入/輸出（I/O）任務。雖然主 CPU 可以管理這些功能，但執行這些功能時通常缺乏效率。
桌面數學協處理器的起源
儘管用於不同數學函數的專用處理器的概念在大型主機和小型機領域很普遍，但直到 20 世紀 70 年代末和 80 年代初，它才成為家庭計算的顯著特徵。此時家庭計算領域仍處於起步階段。
數學協處理器的一個標誌性早期範例是 Intel 8087，它於 1980 年推出，作為 Intel 8086 和 8088 處理器的可選增強版本，為 IBM 的首款個人電腦提供動力。這項創新甚至使入門級桌上型電腦能夠執行以前需要更昂貴和更大的系統的苛刻任務。
其他製造商很快也推出了他們的產品。例如，摩托羅拉推出了 68881，專為其 68000 系列處理器設計，該處理器配備於 Apple Macintosh 和 Amiga 電腦的早期型號。
第三方數學協處理器的出現
家用電腦中可用的開放式協處理器插槽成為一些公司無法忽視的誘人機會。 Cyrix 是先驅之一，推出了 Cyrix FasMath 83D87 和 83S87，這對英特爾的協處理器選項提出了激烈的競爭。這標誌著一段有爭議的歷史的開始，Cyrix 經常發現自己與英特爾發生爭執，最終導致其 CPU 的持續生產，包括著名的 6x86MX。
同時，在特定應用中表現出色的利基協處理器也出現了。一個典型的例子是Weitek Abacus FPU，早在專用 GPU 出現之前就被 Autodesk Renderman 等高階軟體用於 3D 設計。
到 20 世紀 90 年代末，獨立協處理器的時代基本上已過去。現代 CPU 和 GPU 現在可以在整合處理器包中無縫處理浮點運算。如今，一台個人電腦可以擁有多個 CPU，例如，我的筆記型電腦擁有 24 個處理器，延續了運算領域的協同處理傳統。
常見問題解答
1. 數學協處理器在現代運算中扮演什麼角色？
雖然數學協處理器曾經至關重要，但現代 CPU 和 GPU 旨在高效執行複雜運算，而無需單獨的晶片。然而，了解數學協處理器的歷史角色為當今的整合處理系統提供了寶貴的背景。
2. 現在我還可以使用數學協處理器嗎？
一般來說，數學協處理器與現代運算系統不相容，因為它們是為特定的舊架構設計的。大多數功能已吸收到現代 CPU 和 GPU 中。
3. 數學協處理器如何改變個人運算的格局？
數學協處理器使個人電腦能夠進行複雜的數學計算，而這些計算以前是為更強大和更昂貴的系統保留的。這種可訪問性推動了各個領域運算的發展，促使桌面系統演變成我們今天所依賴的多功能機器。
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