Što je jedinica s pomičnim zarezom?

Jedinica s pomičnim zarezom je funkcionalni blok računalnog procesora koji izvodi aritmetičke operacije s pomičnim zarezom. Također poznata pod akronimom FPU, jedinica s pomičnim zarezom može biti i fizički odvojeni koprocesor. FPU obično pristupa podacima putem istih načina adresiranja kao i ostatak procesora i općenito uključuje vlastite registre. Procesor koristi FPU za izračunavanje trigonometrijskih, logaritamskih i osnovnih aritmetičkih funkcija s pomičnim zarezom. Također koristi FPU za učitavanje, pohranjivanje i usporedbu brojeva u nekoliko cjelobrojnih i tipova podataka s pomičnim zarezom.

Mnogi procesori ne uključuju jedinicu s pomičnim zarezom. Većina mikroprocesora koje su proizvele Intel Corporation i Motorola Incorporated prije kasnih 1980-ih ne uključuje jedan, na primjer. Mnogi procesori za računanje s reduciranim skupom uputa (RISC) i ugrađeni kontroleri također nemaju jedan. Ovi čipovi uključuju aritmetičku logičku jedinicu (ALU) za izvođenje osnovnih cjelobrojnih aritmetičkih i bitnih logičkih funkcija. Međutim, matematikom s pomičnim zarezom rukuje vanjski koprocesor ili softverska biblioteka.

Većina procesora i softverskih sustava implementira standard Instituta za inženjere elektronike i elektronike (IEEE) za operacije s pomičnim zarezom. Standard IEEE-754 prvi je put objavljen 1985. godine, a proširen je 2008. kako bi uključio dodatne tipove podataka. Definira nekoliko cjelobrojnih i tipova podataka s pomičnim zarezom, svaki sa svojom preciznošću, reprezentacijom i numeričkim rasponom. Također definira mnoge aritmetičke operacije, metode zaokruživanja i rukovanja iznimkama poput dijeljenja nulom. Bez obzira izvodi li matematiku jedinica s pomičnim zarezom ili ne, IEEE standard s pomičnim zarezom jamči identične rezultate.

Osim zbrajanja, oduzimanja, množenja i dijeljenja, jedinica s pomičnim zarezom može izvesti mnoge druge operacije. To često uključuje skaliranje, kvadratni korijen i logaritamska izračunavanja. Obično se također navode sinusne, kosinusne i parcijalne tangentne trigonometrijske funkcije. Cjelobrojni i brojevi s pomičnim zarezom mogu se usporediti s FPU-om i pretvoriti iz jedne preciznosti u drugu. Također se mogu zaokružiti u bilo kojem smjeru i pohraniti izravno u glavnu memoriju procesora.

FPU grafičkog procesora može uključivati ​​funkcije koje se često ponavljaju uobičajene za trodimenzionalnu rotaciju objekta ili animaciju. Mnogi ugrađeni kontroleri dizajnirani su s procesorima optimiziranim za digitalnu obradu signala (DSP). Oni se mogu koristiti u audio i komunikacijskim aplikacijama i mogu sadržavati FPU, koji su, na primjer, dobri u brzim Fourierovim transformacijama (FFT). Kriptografski procesori često uključuju FPU za brzo izračunavanje matematičkih algoritama za šifriranje. Općeniti višejezgreni procesori mogu također uključivati ​​jednu jedinicu s pomičnim zarezom za svaku regularnu jezgru procesora.