Cos'è un'unità di punta galleggiante?
Un'unità di punto galleggiante è un blocco funzionale di un processore di computer che esegue operazioni aritmetiche a punta mobile. Conosciuto anche dall'acronimo FPU, un'unità a punta mobile può anche essere un coprocessore fisicamente separato. Una FPU di solito accede ai dati tramite le stesse modalità di indirizzamento del resto del processore e generalmente include i propri registri. Un processore utilizza una FPU per calcolare le funzioni aritmetiche trigonometriche, logaritmiche e di base. Utilizza inoltre una FPU per caricare, archiviare e confrontare i numeri in diversi tipi di dati interi e mobili.
Molti processori non includono un'unità di punto mobile. La maggior parte dei microprocessori prodotti da Intel Corporation e Motorola incorporati prima della fine degli anni '80 non includono uno, ad esempio. Molti processori e controller incorporati del set di istruzioni ridotti e controller incorporati non ne hanno neanche uno. Questi chip includono un'unità logica aritmetica (ALU) per eseguire funzioni di base aritmetiche e logiche di base. FLa matematica del punto di lettura è gestita da un coprocessore esterno o da una libreria di software, tuttavia.
La maggior parte dei processori e dei sistemi software implementa lo standard Institute of Electrical ed Electronics Engineers (IEEE) per le operazioni di punta mobile. Lo standard IEEE-754 è stato rilasciato per la prima volta nel 1985 e si è ampliato nel 2008 per includere ulteriori tipi di dati. Definisce diversi tipi di dati di punti interi e mobili, ciascuno con la propria precisione, rappresentazione e intervallo numerico. Definisce anche molte operazioni aritmetiche, metodi di arrotondamento e gestione delle eccezioni come una divisione a zero. Sia che la matematica sia eseguita da un'unità di punto galleggiante o meno, lo standard IEEE a punto mobile garantisce risultati identici.
Oltre all'aggiunta, alla sottrazione, alla moltiplicazione e alla divisione, un'unità di punta mobile può eseguire molte altre operazioni. Questi spesso includono il ridimensionamento, la radice quadrata e i calcoli logaritmici. Seno, cLe funzioni trigonometriche tangenti osine e parziali sono generalmente fornite. I numeri di punti interi e mobili possono essere confrontati con la FPU e convertiti da una precisione all'altra. Possono anche essere arrotondati in entrambe le direzioni e conservati direttamente alla memoria principale del processore.
La FPU di un processore grafico può includere funzioni spesso ripetute comuni alla rotazione o all'animazione tridimensionale degli oggetti. Molti controller incorporati sono progettati con processori ottimizzati per l'elaborazione del segnale digitale (DSP). Questi possono essere utilizzati nelle applicazioni audio e di comunicazione e possono contenere FPU, che sono bravi a trasformazioni veloci di Fourier (FFT), ad esempio. I processori di crittografia spesso includono una FPU per il calcolo ad alta velocità di algoritmi di crittografia pesante matematica. I processori generali a core multipli possono anche includere un'unità di punta mobile per ogni normale core del processore.