O que é uma unidade de ponto flutuante?
Uma unidade de ponto flutuante é um bloco funcional de um processador de computador que executa operações aritméticas de ponto flutuante. Também conhecido pela FPU do acrônimo, uma unidade de ponto flutuante também pode ser um co-processador fisicamente separado. Uma FPU geralmente acessa dados através dos mesmos modos de endereçamento que o restante do processador e geralmente inclui seus próprios registros. Um processador usa uma FPU para calcular funções aritméticas de ponto flutuante, logarítmico e de ponto flutuante básico. Ele também usa uma FPU para carregar, armazenar e comparar números em vários tipos de dados inteiros e de ponto flutuante.
Muitos processadores não incluem uma unidade de ponto flutuante. A maioria dos microprocessadores produzidos pela Intel Corporation e Motorola Incorporated antes do final dos anos 80 não inclui um, por exemplo. Muitos processadores de computação de conjunto de instruções reduzidos (RISC) e controladores incorporados também não têm um. Esses chips incluem uma unidade lógica aritmética (ALU) para executar funções aritméticas inteiras básicas e lógicas bitwise. FA matemática do ponto de aula é tratada por um co-processador externo ou uma biblioteca de software, no entanto.
A maioria dos processadores e sistemas de software implementa o padrão do Instituto de Engenheiros Elétricos e Eletrônicos (IEEE) para operações de ponto flutuante. O padrão IEEE-754 foi lançado pela primeira vez em 1985 e expandido em 2008 para incluir tipos de dados adicionais. Ele define vários tipos de dados inteiros e de ponto flutuante, cada um com sua própria precisão, representação e intervalo numérico. Ele também define muitas operações aritméticas, métodos de arredondamento e manuseio de exceções, como uma divisão por zero. Se a matemática é realizada por uma unidade de ponto flutuante ou não, o padrão de ponto flutuante IEEE garante resultados idênticos.
Além da adição, subtração, multiplicação e divisão, uma unidade de ponto flutuante pode executar muitas outras operações. Geralmente, incluem escala, raiz quadrada e cálculos logarítmicos. Seno, cOsine e funções trigonométricas tangentes parciais também são geralmente fornecidas. Os números inteiros e de ponto flutuante podem ser comparados com a FPU e convertidos de uma precisão para outra. Eles também podem ser arredondados em qualquer direção e armazenados diretamente na memória principal do processador.
A FPU de um processador gráfico pode incluir funções frequentemente repetidas comuns à rotação ou animação tridimensional de objetos. Muitos controladores incorporados são projetados com processadores otimizados para processamento de sinal digital (DSP). Estes podem ser usados em aplicativos de áudio e comunicação e podem conter FPUs, que são bons em transformadas rápidas de Fourier (FFTs), por exemplo. Os processadores de criptografia geralmente incluem uma FPU para o cálculo de alta velocidade de algoritmos de criptografia pesada em matemática. Os processadores gerais de múltiplos núcleos também podem incluir uma unidade de ponto flutuante para cada núcleo regular do processador.