واحد ممیز شناور

یک واحد ممیز شناور ( به اختصار FPU، که گاهی کمک پردازندهٔ ریاضی نیز خوانده می شود ) بخشی از یک سیستم کامپیوتری است که به طور خاص برای انجام عملیات ریاضی بر روی اعداد شناور طراحی شده است. [ ۱] نمونه هایی از این عملیات عبارتند از: جمع، تفریق، ضرب، تقسیم، جذر و عملیات بیتی. بعضی از سیستم ها ( مخصوصا نسخه های قدیمی تر، معماری مبتنی بر میکرو کد ) نیز می توانند توابع غیر جبری فراوانی مانند محاسبات نمایی یا مثلثاتی را انجام دهند، اگرچه در اکثر پردازنده های پیشرفته این اعمال با استفاده از روال های کتابخانه نرم افزاری انجام می شود.
در بیشتر طراحی های رایانه ای چند منظوره، یک یا چند FPU ( واحد ممیز شناور ) ممکن است به عنوان واحد اجرایی در واحد پردازش مرکزی ( سی پی یو ) جای گرفته باشند؛ با این حال بسیاری از پردازنده های جاسازی شده از پشتوانهٔ سخت افزاری برای عملیات ممیز شناور ( fp ) برخوردار نیستند ( در حالیکه آنها را به طور معمول به صورت استاندارد، حداقل ۳۲ بیتی می کنند ) .
هنگامی که یک CPU ( هستهٔ پردازندهٔ مرکزی ) برنامه ای را اجرا می کند که نیاز به عملیات نقطه شناور دارد، سه راه برای انجام آن وجود دارد:
• شبیه ساز واحد ممیز شناور ( یک کتابخانه ممیز شناور )
• افزونه FPU
• FPU یکپارچه
از لحاظ تاریخی، سیستم ها ممیز شناور را از طریق یک کمک پردازنده به جای یک واحد یکپارچه اجرا می کنند ( اما در حال حاضر علاوه بر CPU، به عنوان مثال GPUها ( واحد پردازش گرافیکی ) - که کمک پردازنده هستند و همیشه در CPU ساخته نمی شوند - برخلاف نسل های اولشان، به عنوان یک قاعده در FPUها هستند ) . این می تواند یک مدار یکپارچه، یک مدار کل یا یک کابینه باشد. از آنجا که ابزار محاسبه ممیز شناور ارائه نشده است، محاسبات ممیز شناور در نرم افزار انجام می شود که زمان پردازنده بیشتری را می گیرد اما از هزینه سخت افزاری اضافی اجتناب می کند. برای یک معماری کامپیوتری خاص، دستورالعمل های واحد ممیز شناور ممکن است توسط یک کتابخانه از توابع نرم افزار شبیه سازی شوند؛ این ممکن است به کد زبان ماشین یکسان اجازه دهد که در سیستم های دارای سخت افزار ممیز شناور یا بدون آن اجرا شود. شبیه سازی را می توان در هر یک از سطوح مختلف انجام داد: در CPU ( واحد پردازش مرکزی ) به عنوان میکروکد ( که یک عمل معمولی نیست ) ، به عنوان یک عملکرد سیستم عامل، یا در فضای کاربری کد. هنگامی که فقط قابلیت های عدد صحیح در دسترس است، معمولاً روش های شبیه سازی ممیز شناور CORDID استفاده می شوند.