Wat is een drijvende komma-eenheid?
Een drijvende komma-eenheid is een functioneel blok van een computerprocessor die drijvende komma-bewerkingen uitvoert. Ook bekend onder de acroniem FPU, kan een floating-point-eenheid ook een fysiek gescheiden co-processor zijn. Een FPU heeft meestal toegang tot gegevens via dezelfde adresseringsmodi als de rest van de processor en bevat doorgaans zijn eigen registers. Een processor gebruikt een FPU om trigonometrische, logaritmische en elementaire rekenkundige drijvende komma-functies te berekenen. Het gebruikt ook een FPU voor het laden, opslaan en vergelijken van getallen in verschillende gegevenstypes met gehele getallen en drijvende komma.
Veel processors bevatten geen drijvende-komma-eenheid. De meeste microprocessors die vóór het einde van de jaren tachtig door Intel Corporation en Motorola Incorporated zijn geproduceerd, bevatten er bijvoorbeeld geen. Veel Reduced Instruction Set Computing (RISC) -processors en embedded controllers hebben er ook geen. Deze chips bevatten een Arithmetic Logic Unit (ALU) voor het uitvoeren van eenvoudige integer rekenkundige en bitgewijze logische functies. Floating point math wordt echter afgehandeld door een externe co-processor of een softwarebibliotheek.
De meeste processors en softwaresystemen implementeren de IEEE-standaard (Institute of Electrical and Electronics Engineers) voor drijvende-kommabewerkingen. De IEEE-754-standaard werd voor het eerst uitgebracht in 1985 en werd in 2008 uitgebreid met extra gegevenstypen. Het definieert verschillende gegevenstypen met gehele en drijvende komma, elk met zijn eigen precisie, weergave en numeriek bereik. Het definieert ook veel rekenkundige bewerkingen, methoden voor het afronden en verwerken van uitzonderingen zoals een deling door nul. Of de wiskunde nu door een drijvende-komma-eenheid wordt uitgevoerd of niet, de IEEE-drijvende-komma-standaard garandeert identieke resultaten.
Naast optellen, aftrekken, vermenigvuldigen en delen, kan een drijvende komma-eenheid vele andere bewerkingen uitvoeren. Deze omvatten vaak schaling, vierkantswortel en logaritmische berekeningen. Sinus-, cosinus- en gedeeltelijke tangent trigonometrische functies worden meestal ook geboden. Getallen met een geheel getal en zwevende punten kunnen worden vergeleken met de FPU en worden geconverteerd van de ene precisie naar de andere. Ze kunnen ook in beide richtingen worden afgerond en direct in het hoofdgeheugen van de processor worden opgeslagen.
De FPU van een grafische processor kan vaak herhaalde functies bevatten die gebruikelijk zijn bij driedimensionale objectrotatie of animatie. Veel embedded controllers zijn ontworpen met processors die zijn geoptimaliseerd voor digitale signaalverwerking (DSP). Deze kunnen worden gebruikt in audio- en communicatietoepassingen en kunnen FPU's bevatten, die bijvoorbeeld goed zijn voor snelle Fourier-transformaties (FFT's). Cryptografieprocessors bevatten vaak een FPU voor high-speed berekening van wiskundige zware encryptie-algoritmen. Algemene multiple-core processors kunnen ook een drijvende-komma-eenheid bevatten voor elke reguliere processorkern.