หน่วยจุดลอยตัวคืออะไร?

หน่วยจุดลอยตัวเป็นบล็อกที่ใช้งานได้ของโปรเซสเซอร์คอมพิวเตอร์ที่ดำเนินการตามจุดเลขคณิตลอยยังเป็นที่รู้จักกันในตัวย่อ FPU หน่วยลอยลอยสามารถเป็นผู้ร่วมที่แยกตัวออกจากร่างกายได้เช่นกันFPU มักจะเข้าถึงข้อมูลผ่านโหมดที่อยู่เดียวกันกับส่วนที่เหลือของโปรเซสเซอร์และโดยทั่วไปจะมีการลงทะเบียนของตัวเองโปรเซสเซอร์ใช้ FPU เพื่อคำนวณฟังก์ชันตรีโกณมิติลอการิทึมลอการิทึมและฟังก์ชั่นเลขคณิตขั้นพื้นฐานนอกจากนี้ยังใช้ FPU เพื่อโหลดจัดเก็บและเปรียบเทียบตัวเลขในประเภทข้อมูลจำนวนเต็มและจุดลอยตัวหลายชนิด

โปรเซสเซอร์จำนวนมากไม่รวมหน่วยจุดลอยตัวไมโครโปรเซสเซอร์ส่วนใหญ่ที่ผลิตโดย Intel Corporation และ Motorola Incorporated ก่อนช่วงปลายทศวรรษ 1980 ไม่รวมหนึ่งตัวอย่างเช่นโปรเซสเซอร์การคำนวณชุดคำสั่งที่ลดลงจำนวนมาก (RISC) และตัวควบคุมแบบฝังตัวไม่มีอย่างใดอย่างหนึ่งชิปเหล่านี้รวมถึงหน่วยตรรกะเลขคณิต (ALU) เพื่อดำเนินการเลขคณิตจำนวนเต็มขั้นพื้นฐานและฟังก์ชันตรรกะบิตคณิตศาสตร์จุดลอยตัวได้รับการจัดการโดยผู้ร่วมประมวลผลภายนอกหรือห้องสมุดซอฟต์แวร์อย่างไรก็ตาม

โปรเซสเซอร์และระบบซอฟต์แวร์ส่วนใหญ่ใช้มาตรฐานสถาบันวิศวกรไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ (IEEE) มาตรฐานสำหรับการดำเนินงานจุดลอยตัวมาตรฐาน IEEE-754 เปิดตัวครั้งแรกในปี 1985 และขยายตัวในปี 2551 เพื่อรวมประเภทข้อมูลเพิ่มเติมมันกำหนดประเภทข้อมูลจุดจำนวนเต็มและจุดลอยตัวหลายชนิดแต่ละชนิดมีความแม่นยำความแม่นยำการเป็นตัวแทนและช่วงตัวเลขนอกจากนี้ยังกำหนดการดำเนินการทางคณิตศาสตร์จำนวนมากวิธีการปัดเศษและการจัดการข้อยกเว้นเช่นการหารด้วยศูนย์ไม่ว่าจะเป็นคณิตศาสตร์ที่ดำเนินการโดยหน่วยจุดลอยตัวหรือไม่ก็ตาม IEEE Floating-Point มาตรฐานการรับประกันผลลัพธ์ที่เหมือนกัน

นอกเหนือจากการเพิ่มการลบการคูณและการหารหน่วยจุดลอยตัวสามารถดำเนินการอื่น ๆ อีกมากมายสิ่งเหล่านี้มักจะรวมถึงการปรับขนาดการคำนวณสแควร์รูทและการคำนวณลอการิทึมฟังก์ชั่นตรีโกณมิติของไซน์โคไซน์และแทนเจนต์บางส่วนมักจะมีให้เช่นกันจำนวนเต็มและหมายเลขจุดลอยตัวสามารถนำมาเปรียบเทียบกับ FPU และแปลงจากความแม่นยำหนึ่งไปยังอีกพวกเขายังสามารถปัดเศษในทิศทางใดทิศทางหนึ่งและเก็บไว้โดยตรงกับหน่วยความจำหลักของโปรเซสเซอร์

FPU ของโปรเซสเซอร์กราฟิกอาจรวมถึงฟังก์ชั่นซ้ำ ๆ ที่เกิดขึ้นบ่อยครั้งร่วมกับการหมุนวัตถุสามมิติหรือภาพเคลื่อนไหวคอนโทรลเลอร์ฝังตัวหลายตัวได้รับการออกแบบด้วยโปรเซสเซอร์ที่ได้รับการปรับให้เหมาะสมสำหรับการประมวลผลสัญญาณดิจิตอล (DSP)สิ่งเหล่านี้อาจใช้ในแอปพลิเคชั่นเสียงและการสื่อสารและสามารถมี FPU ซึ่งดีในการแปลงฟูริเยร์ที่รวดเร็ว (FFTs)โปรเซสเซอร์การเข้ารหัสมักจะรวม FPU สำหรับการคำนวณความเร็วสูงของอัลกอริทึมการเข้ารหัสทางคณิตศาสตร์ที่หนักหน่วงโปรเซสเซอร์แบบหลายคอร์ทั่วไปอาจรวมหน่วยจุดลอยตัวหนึ่งตัวสำหรับแกนโปรเซสเซอร์ทั่วไปแต่ละตัว