FPUとIntel 8087

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FPUとIntel 8087の違い

FPU vs. Intel 8087

FPU（Floating Point Unit、浮動小数点（演算処理）装置）とは、浮動小数点演算を専門に行う処理装置のこと。コンピュータの周辺機器のようなアーキテクチャのものもあれば、主プロセッサと一体化したコプロセッサのようなアーキテクチャのものもある。 AMDではAm9511をAPU (Arithmetic Processing Unit) と呼んでおり（2011年以降はAPUをAccelerated Processing Unitの略称として使用）、インテルではx87をNDP（Numeric data processor, 数値演算コプロセッサ）、またその命令についてNPX（Numeric Processor eXtension）とも呼んでいる。 マイクロプロセッサにおいては、Apple IIの頃は完全に周辺機器のようなアーキテクチャだったが、8087の頃には命令の一体化など、CPUの拡張装置のようなアーキテクチャになった。 インテルのx86系CPUでは387（386用）が最後となり、486からは同一のチップ内に内蔵された（486の初期には、FPUを内蔵しない廉価版と、事実上はオーバードライブプロセッサであった487もあった）。同様に、モトローラの68000系でもMC68040以降のMPUではチップ内に内蔵している。 1990年代中盤以降の高性能プロセッサではFPUはプロセッサ内部のサブユニットとなっている。プロセッサに内蔵されたFPUは、スーパースカラーで他ユニットと並列動作させることができるなど様々なメリットがあるため、現在ではFPUを単体で用いることは珍しくなっている。. Intel 8087は、インテルの16ビットCPU、i8086およびi8088のために用意されていた数値演算コプロセッサ。インテル製としては初の数値演算コプロセッサである。8087を装着することによって、プログラムの処理内容にもよるが、20%～500%の性能改善が期待できた。 8086は数値演算に関して、整数演算命令しか備えていないため、8086だけで浮動小数点演算を行うには別途ライブラリを用意する必要があった。8087を8086の搭載されたコンピュータに装着すると、IEEE 754形式の浮動小数点計算の命令をあたかもひとつのCPUで実行しているかのように使うことができるようになる。8087は8086と共通のバス接続され、8086の実行する命令を常時監視する。8086では無効命令(ESC) となる浮動小数点計算の命令を検出すると、8086側で発生する適切なアドレスモードにより追加OPコードおよびオペランドを自身内部にロードし、浮動小数点命令を処理する。8087によって新たに利用できる命令はFADD（加算命令）やFMUL（乗算命令）など60個。 8087などのインテル製の数値演算コプロセッサ(x87)は、AX～DXのようにプログラマが随時指定できる汎用レジスタではなく、8レベルの80ビット浮動小数点レジスタスタックを持ち、演算命令はスタックトップの1つまたは複数の値を対象として、結果もスタックトップに残し、ロード・ストアも原則的にスタックトップに対して行うスタックマシンである。 同社が8087を設計した当時、将来の浮動小数点形式の標準となることを目指していた。実際、IEEE 754のx86向け実装の標準となることができた(厳密にはIEEE 754と8087/80287の実装の間には非互換部分が存在する)。8087を使うと、32もしくは64ビットの浮動小数点データ型を利用でき、内部演算には長大で複雑な演算の誤差を少なくするために80ビットのデータ型を使っていた。その他、80ビット（17文字）のBCDデータ型と16、32、64ビットの整数型を利用できた。 1980年に発表された8087は、80287、80387DX (80387SX)、80487SXへと発展していった(ただし80487は実質的に80486DXと等価であり、実装されると80486を停止させすべての処理を80487が行うため、コプロセッサと呼ぶのは正しくない)。1980年代に「x87」といえばこの拡張コプロセッサシリーズを差し、さらに「x87命令」といえばこのコプロに搭載された浮動小数点演算などの命令を指した。しかし80486DXやそれ以降のPentiumなどではCPUコア内にコプロセッサが内蔵されるようになったため（命令は外部プロセッサ時代と共通）、現在ではそれら内蔵の演算ユニットを指して「x87」と言うことがある。Pentium以降のCPUでも内蔵されてはいるが、AMD64アーキテクチャでは浮動小数点演算にx87ではなくSSE/SSE2が基本命令として使われるようになった。x87の存在を前提に書かれたプログラムの互換性維持のため、CPUメーカによるx87命令のサポートは続いている。 日本電気 (NEC) のPC-9801,PC-100(京セラOEM)やIBM PCなど、8086を搭載したコンピュータには、8087を挿すことができるソケットが用意されていた。.

インテル

インテル（英:Intel Corporation）は、アメリカ合衆国カリフォルニア州に本社を置く半導体素子メーカーである。 社名の由来はIntegrated Electronics（集積されたエレクトロニクス）の意味である。.

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CPU

Intel Core 2 Duo E6600) CPU（シーピーユー、Central Processing Unit）、中央処理装置（ちゅうおうしょりそうち）は、コンピュータにおける中心的な処理装置（プロセッサ）。 「CPU」と「プロセッサ」と「マイクロプロセッサ」という語は、ほぼ同義語として使われる場合も多いが、厳密には以下に述べるように若干の範囲の違いがある。大規模集積回路（LSI）の発達により1個ないしごく少数のチップに全機能が集積されたマイクロプロセッサが誕生する以前は、多数の（小規模）集積回路（さらにそれ以前はディスクリート）から成る巨大な電子回路がプロセッサであり、CPUであった。大型汎用機を指す「メインフレーム」という語は、もともとは多数の架（フレーム）から成る大型汎用機システムにおいてCPUの収まる主要部（メイン）、という所から来ている。また、パーソナルコンピュータ全体をシステムとして見た時、例えば電源部が制御用に内蔵するワンチップマイコン（マイクロコントローラ）は、システム全体として見た場合には「CPU」ではない。.

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X87

x87はx86アーキテクチャー命令セットのうち浮動小数点数関係のサブセットのことである。もともとはx86系CPUと協調して動作するオプションの浮動小数点数コプロセッサでサポートされる8086命令セットの拡張機能であった。これらのマイクロチップは後ろに"87"という名前が付いていた。これはNPX(Numeric Processor eXtension)としても知られる。基本命令セットに対する他の拡張と同様、x87命令は作業プログラムの構築を厳重には必要とせず、共通の数値処理のハードウェアおよびマイクロコードの実装を提供し、これらの処理を機械語ルーチンで合わせるよりもはるかに高速に行うことができる。x87命令セットは加算、減算、比較の基本的な浮動小数点演算だけでなく、タンジェント関数やその逆関数などのより複雑な数値演算を含む。 Intel 80486以降のほとんどのx86プロセッサーはこれらのx87命令をメインCPUに含んでいるが、この用語は今でも命令セットの一部を指すのに用いられることがある。PCにおいてx87命令が標準になる前、コンパイラやプログラマは浮動小数点演算を実行するためにかなり遅いライブラリコールを使用していた。この手法は（低価格の）組み込みシステムでは依然一般的である。.

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浮動小数点数

浮動小数点数（ふどうしょうすうてんすう、英: floating point number）は、浮動小数点方式による数のことで、もっぱらコンピュータの数値表現において、それぞれ固定長の仮数部と指数部を持つ、数値の表現法により表現された数である。.

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