Was ist eine schwimmende Punkteinheit?

Eine schwimmende Punkteinheit ist ein funktionaler Block eines Computerprozessors, der schwimmende arithmetische Operationen ausführt.Auch der Akronym FPU bekannt ist eine schwimmende Punkteinheit kann auch ein physikalisch trennender Co-Prozessor sein.Eine FPU greift normalerweise über die gleichen Adressierungsmodi wie der Rest des Prozessors auf Daten zu und enthält im Allgemeinen seine eigenen Register.Ein Prozessor verwendet eine FPU, um trigonometrische, logarithmische und grundlegende arithmetische Funktionen zu berechnen.Außerdem wird eine FPU verwendet, um Zahlen in mehreren Ganzzahl- und Gleitpunkt -Datentypen zu laden und zu vergleichen.

Viele Prozessoren enthalten keine schwimmende Punkteinheit.Die meisten Mikroprozessoren, die von Intel Corporation und Motorola vor den späten 1980er Jahren hergestellt wurden, enthalten beispielsweise keine.Viele RISC -Prozessoren (Reduzierung des Anweisungssatzes Computing) und eingebettete Controller haben auch keine.Diese Chips enthalten eine arithmetische Logikeinheit (ALU), um grundlegende ganzzahlige arithmetische und bitweise Logikfunktionen auszuführen.Die Mathematik für Gleitkomma-Mathematik wird jedoch von einem externen Co-Prozessor oder einer Softwarebibliothek behandelt.

Die meisten Prozessoren und Softwaresysteme implementieren den Standard für Elektro- und Elektronik-Ingenieure (IEEE) für den Gleitpunktbetrieb.Der IEEE-754-Standard wurde erstmals 1985 veröffentlicht und 2008 um zusätzliche Datentypen erweitert.Es definiert mehrere Ganzzahl- und Schwimmpunkt -Datentypen mit jeweils eigener Präzision, Darstellung und numerischer Reichweite.Es definiert auch viele arithmetische Operationen, Methoden zur Rundung und Handhabung von Ausnahmen wie eine Teilung um Null.Unabhängig davon, ob die Mathematik von einer Gleitkomma-Einheit durchgeführt wird oder nicht, garantiert der IEEE-Gleitpunkt Standard identische Ergebnisse.

Neben Addition, Subtraktion, Multiplikation und Abteilung kann eine schwimmende Punkteinheit viele andere Vorgänge ausführen.Dazu gehören häufig Skalierung, Quadratwurzel und logarithmische Berechnungen.Es werden in der Regel auch Sinus-, Cosinus- und teilweise tangometrische Funktionen zur Verfügung gestellt.Ganzzahl- und schwimmende Punktzahlen können mit der FPU verglichen und von einer Präzision in eine andere konvertiert werden.Sie können auch in beide Richtungen gerundet und direkt an den Hauptspeicher des Prozessers gespeichert werden.

Die FPU eines Grafikprozessors kann häufig wiederholte Funktionen enthalten, die dreidimensionale Objektrotation oder -animation üblich sind.Viele eingebettete Controller sind mit Prozessoren entwickelt, die für die digitale Signalverarbeitung (DSP) optimiert wurden.Diese können in Audio- und Kommunikationsanwendungen verwendet und FPUs enthalten, die beispielsweise bei schnellen Fourier -Transformationen (FFTs) gut sind.Cryptography-Prozessoren umfassen häufig eine FPU zur Hochgeschwindigkeitsberechnung von mathematischen Verschlüsselungsalgorithmen.Allgemeine Multiple-Core-Prozessoren können auch eine Gleitkomma-Einheit für jeden regulären Prozessorkern enthalten.