FPU – IT – Store norske leksikon

FPU, enhet for å utføre regneoperasjoner på tall lagret som reelle tall med desimalskille, se reelle tall. FPU er en forkortelse for Floating Point Unit som kan oversettes med «aritmetisk enhet for flyttall». Alle prosessorer har en enhet for regneoperasjoner på heltall og logiske operasjoner – ALU. Regneoperasjoner på flyttall er mer krevende og er ofte utelatt fra CPU-brikken til enklere enheter som for eksempel kontrollere.

På grunn av plassmangel på brikken var FPU utelatt fra de tidlige mikroprosessorene. Store brikker er mer utsatt for feil enn små brikker, det begrenser hvor mye det er lønnsomt å integrere på en brikke. Teknologiforbedringer har gjort at en kan plassere mer logikk på samme areal, og etter hvert ble modulen for flyttallsberegninger integrert med resten av CPU. Alle moderne datamaskiner har en CPU med FPU inkludert.

Mikroprosessorer uten FPU

På maskiner uten FPU blir beregninger med flyttall utført av subrutiner, det vil si små programmer som bruker de tilgjengelig instruksjoner for heltall til å gjøre flyttallsberegningen. Dette tar vesentlig lengre tid enn om operasjonene hadde vært utført direkte i maskinvaren. En faktor på mellom 100 og 1000 tregere er ikke uvanlig.

Når en maskin treffer på en ukjent instruksjon, hopper den til en bestemt adresse – den får et såkalt «interrupt» eller avbrudd. Adressen til instruksjonen som forårsaket avbruddet er tatt vare på. Det gjør at en kan finne ut om instruksjonen er en flyttallsinstruksjon, i så fall kalles rutinen for å utføre den. Når subrutinen er ferdig, hopper ko0ntrollflyten til instruksjonen etter den avbrutte instruksjon og programmet fortsetter på normalt vis.

Hvis en vet at maskinen vil bli mye brukt til beregninger med reelle tall er det gode grunner til å velge en maskin med FPU.

FPU på PC og Intel 8087

IBMs PC-er kom de første årene uten FPU, men det var satt inn en sokkel som gjorde det enkelt å sette inn FPU-brikken; Intel 8087.

Intel 8087

representerte et stort framskritt i utviklingen av prosessorer for beregninger med flyttall. Prosessoren kom i egen brikke for 80186, 80286 og 80386. For 80486 og etterfølgende prosessorer er den integrert med resten av CPU. Mange av verdens største beregningsmaskiner for sin tid har brukt Intel-prosessorer i massivt parallelle maskiner (se TOP500-listen).

Arbeidet med 8087 la også grunnlaget for IEEE 754 sin standard for representasjon (lagringsformater) av flyttall.

8087 har 80 bit dataord; 64 bit brukes til mantisse, 15 til eksponent og én bit til fortegn. Disse er organisert som en stakk på åtte dataord. Det betyr at det er god plass for mellomresultater internt på brikken under beregninger. 8087 har mer enn 60 forskjellige instruksjoner.

Les mer i Store norske leksikon

Kommentarer

Kommentarer til artikkelen blir synlig for alle. Ikke skriv inn sensitive opplysninger, for eksempel helseopplysninger. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan. Det kan ta tid før du får svar.

Du må være logget inn for å kommentere.

Fagansvarlig for Datamaskinarkitektur

Tom Heine Nätt

Førstelektor, Høgskolen i Østfold