Главная страницаОбратная связьКарта сайта

Математические сопроцессоры


С любыми процессорами Intel (и их аналогами) могут использоваться сопроцессоры. С тех пор как компания Intel расположила сопроцессор на одном кристалле с процессором 486DX, все сопроцессоры, выпускаемые Intel и AMD, расположены на том же кристалле, что и сам процессор. Сопроцессоры выполняют операции с плавающей запятой, которые потребовали бы от основного процессора больших затрат машинного времени. Выигрыш можно получить только при выполнении программ, написанных с расчетом на использование сопроцессора. Все Intel-совместимые процессоры пятого и шестого поколений (например, от компаний AMD и Cyrix) оснащались интегрированным устройством для операций с плавающей точкой (FPU).

Сопроцессоры выполняют такие сложные операции, как деление длинных операндов, вычисление тригонометрических функций, извлечение квадратного корня и нахождение логарифма, в 10–100 раз быстрее основного процессора и при этом значительно точнее Операции сложения, вычитания и умножения выполняются основным процессором и не передаются сопроцессору.

Система команд сопроцессора отличается от системы команд процессора. Выполняемая программа должна сама определять наличие сопроцессора и после этого использовать написанные для него инструкции; в противном случае сопроцессор только потребляет ток и ничего не делает. Большинство современных программ, рассчитанных на применение сопроцессоров, обнаруживают его присутствие и используют предоставляемые возможности. Наиболее эффективно сопроцессоры используются в программах со сложными математическими расчетами: в электронных таблицах, базах данных, статистических программах и системах автоматизированного проектирования. В то же время при работе с текстовыми редакторами сопроцессор совершенно не используется. Сопроцессоры перечислены в табл. 3.18.

Таблица 3.18. Сопроцессоры
Процессор                                                                 Сопроцессор

8086/8088                                                                   8087

286                                                                            287

386SX                                                                          387SX

386DX                                                                          387DX

486SX/SX2                                                                  487SX, DX2

486DX/DX2/DX4                                                           Встроенный FPU

Cyrix/VIA 6x86 и более новые                                      Встроенный FPU

Intel Pentium и более новые                                         Встроенный FPU

AMD Athlon и более новые                                           Встроенный FPU

FPU. Устройство работы с плавающей точкой (floating-point unit).

Процессор 487SX является усеченной версией 486DX со встроенным сопроцессором. Когда вставляется процессор 487SX,он отключает основной процессор 486SX и берет на себя всю работу.

Процессоры DX2/OverDrive являются эквивалентом SX2 с дополнительной функциональностью FPU.

Практически все современные процессоры имеют встроенный сопроцессор.


Несмотря на то что практически все процессоры, начиная с 486-го, оснащены встроенным сопроцессором, их быстродействие может изменяться. Исторически сложилось так, что сопроцессоры производства Intel работают быстрее, чем сопроцессоры AMD и Cyrix, однако в последнее время ситуация начинает изменяться.

Максимальное быстродействие у сопроцессоров различных типов (например, 8087 и 287) различно. Дополнительный цифровой индекс после обозначения типа микросхемы соответствует максимальной тактовой частоте (табл. 3.19).

Таблица 3.19. Максимальное быстродействие сопроцессоров
Сопроцессор                                                             Максимальная тактовая частота, МГц

8087                                                                          5

8087-3                                                                       5

8087-2                                                                       8

8087-1                                                                       10

80287                                                                        6

80287-6                                                                      6

80287-8                                                                      8

80287-10                                                                    10


Число, указанное после обозначения типа сопроцессора 387 и процессоров 486, 487 и Pentium, — это максимальная тактовая частота в мегагерцах. Например, процессор с маркировкой 486DХ2-66 работает на частоте 66 МГц. В некоторые процессоры встроен множитель тактовой частоты, позволяющий им работать на частоте, большей, чем частота всех остальных ком­понентов системы.

В большинстве старых компьютеров (с процессорами до 386-го) предусматривалось гнездо для сопроцессора, но сам он не устанавливался. В некоторых из них не было даже гнезда. Это относится в основном к PS/1, PCjr и первым портативным компьютерам. Более подробно о математических сопроцессорах мы поговорим в разделах, посвященных конкретным про­цессорам. В табл. 3.20 приведены общие характеристики сопроцессоров.

Таблица 3.20. Характеристики сопроцессоров


Чаще всего узнать, какие процессор и сопроцессор установлены в системе, можно по их маркировке.
Примечание

Большинство приложений, которые ранее применяли математические вычисления с плавающей точкой, теперь используют инструкции SSE--SSE4. Эти инструкции выполняются быстрее и дают более точные результаты.

Ошибки процессоров

Производители процессоров используют специальное оборудование для тестирования своей продукции, однако наличие определенных ошибок все же возможно. Наилучшим устройством для проверки процессора является сама компьютерная система, в которой пользователь может воспользоваться любыми диагностическими утилитами для тестирования самых разных компонентов системы.

Возможно, наиболее известной является ошибка деления чисел с плавающей точкой в первых процессорах Pentium. Эта, а также некоторые другие ошибки подробно рассматриваются далее.

Поскольку процессор — это мозг компьютерной системы, многие системы не работают при наличии поврежденного процессора. Если компьютер ведет себя так, как будто повреждена системная плата, попробуйте сначала установить идентичный процессор из другой платы, которая точно работоспособна. Иногда нерабочей оказывается не системная плата, а уста­новленный в ней процессор. Если же и после замены процессора компьютер не включился, причину необходимо искать в системной плате, памяти или блоке питания. Подробные сведения об устранении неполадок в работе тех или иных устройств представлены в соответствующих главах. Должен признаться, что за многие годы устранения неполадок в работе ПК поврежденные процессоры встречались мне реже всего.

Некоторые системные проблемы заложены в процессор еще на этапе его проектирования, хотя такие дефекты встречаются крайне редко. Научившись распознавать подобные проблемы, вы сможете избежать ненужных замен и ремонта процессоров. В каждом из разделов, посвященных моделям процессоров, рассматриваются некоторые свойственные данному поко­лению дефекты, такие как ошибка операций с плавающей точкой в первых процессорах Pentium. Наряду с материалом, представленным в настоящей книге, воспользуйтесь информацией, содержащейся на сайте производителя процессора.


Микрокод и возможность модификации процессора

Все процессоры могут содержать дефекты разработки, или ошибки. Часто с помощью программного обеспечения или аппаратных средств можно избежать эффектов, вызванных любой конкретной ошибкой. Ошибки в процессорах хорошо описаны в документах и руководствах Intel (Specification Update manuals), которые можно найти на сайте компании. Другие изготовители процессоров тоже имеют свои вебсерверы, где размещают советы, рекомендации, предупреждения, а также бюллетени, в которых перечислены все возможные неполадки и указаны способы их устранения.

Ранее единственным способом исправления ошибки в процессоре была замена микросхемы. Теперь в процессоры семейства Intel P6/P7 (от Pentium Pro до Core 2 и Pentium D) встроено новое средство, которое позволяет исправлять многие ошибки, изменяя микропрограмму в процессоре. Это средство называется перепрограммируемой микропрограммой; благодаря ему некоторые типы ошибок можно устранить, модифицируя микропрограммы. Модификации микропрограмм постоянно находятся либо в системной ROM BIOS, либо в обновлениях Windows XP/Vista и загружаются в процессор базовой системой ввода-вывода во время выполнения теста при включении питания. При каждой перезагрузке системы этот код будет перезагружаться; тем самым гарантируется, что ошибка будет устранена в любой момент работы процессора.

Компания Intel предоставляет микропрограмму обновления для этого процессора производителям системных плат и компании Microsoft, чтобы ввести соответствующий набор микрокоманд в флэш-память BIOS на этапе изготовления или во время обновления Windows. Это одна из причин, по которым рекомендуется постоянно обновлять операционную систему, а также загружать самую свежую BIOS, доступную для материнской платы. Поскольку для большинства пользователей задача обновления Windows представляется гораздо более простой, чем обновление BIOS системной платы, порой самый свежий микрокод распространяется компанией Microsoft быстрее, чем становится доступным на сайте производителя материнской платы

Обсудить статью на форуме


Если прочитаная статья из нашей обширной энциклопедия компьютера - "Математические сопроцессоры", оказалась полезной или интересной, Вы можете поставить закладку в социальной сети или в своём блоге на данную страницу:

Так же Вы можете задать вопрос по статье через форму обратной связи, в сообщение обязательно указывайте название или ссылку на статью!
   


Copyright © 2008 - 2024 Дискета.info