從CPU架構(gòu)和技術(shù)的演變看GPU未來(lái)發(fā)展
首先我們來(lái)重拾一個(gè)幾乎快要被遺忘的名詞——協(xié)處理器，它是一種芯片，用于減輕系統(tǒng)微處理器的特定處理任務(wù)，早些年協(xié)處理器主要是用以輔助進(jìn)行浮點(diǎn)運(yùn)算。
★ 最初的CPU只能進(jìn)行整點(diǎn)運(yùn)算，浮點(diǎn)運(yùn)算效率極低
CPU最基本的運(yùn)算就是“加減乘除”，但實(shí)際上計(jì)算機(jī)只能用加法器來(lái)完成整數(shù)以及固定小數(shù)點(diǎn)位置（整點(diǎn)）的算術(shù)運(yùn)算，而不能處理小數(shù)點(diǎn)可以浮動(dòng)的數(shù)值（浮點(diǎn)）。對(duì)于小數(shù)多采用的是二進(jìn)制的科學(xué)計(jì)數(shù)法、也就是浮點(diǎn)數(shù)表示法：尾數(shù)、階數(shù)符號(hào)位各占一位，然后再對(duì)其余數(shù)位尾數(shù)、階數(shù)的有效數(shù)位合理分配。
在CPU運(yùn)算時(shí)，浮點(diǎn)數(shù)的運(yùn)算量遠(yuǎn)比整數(shù)復(fù)雜，因?yàn)椴粌H尾數(shù)要參與運(yùn)算，階數(shù)也要參與，并且需要對(duì)尾數(shù)和階數(shù)的符號(hào)位都進(jìn)行處理，所以，最早的CPU并沒(méi)有能力進(jìn)行浮點(diǎn)運(yùn)算（8088/8086，80286，80386SX），需要浮點(diǎn)運(yùn)算時(shí)，由CPU通過(guò)軟件模擬來(lái)實(shí)現(xiàn)，所以，進(jìn)行浮點(diǎn)運(yùn)算時(shí)就會(huì)慢很多。
★ 協(xié)處理器誕生，專門處理浮點(diǎn)運(yùn)算
8086處理器和它的協(xié)處理器8087
8086是當(dāng)今CPU的鼻祖，所謂X86架構(gòu)也就是指8086處理器所開(kāi)創(chuàng)的指令集體系。為了彌補(bǔ)8086在進(jìn)行浮點(diǎn)運(yùn)算時(shí)的不足，Intel與1980年設(shè)計(jì)了8087數(shù)學(xué)協(xié)處理器，并且為X86體系推出了第一個(gè)浮點(diǎn)格式IEE754。8087提供兩個(gè)基本的32/64bit浮點(diǎn)資料形態(tài)和額外的擴(kuò)展80bit內(nèi)部支援來(lái)改進(jìn)復(fù)雜運(yùn)算之精度。除此之外，8087還提供一個(gè)80/17bit封裝BCD (二進(jìn)制編碼之十進(jìn)制）格式以及16/32/64bit整數(shù)資料形態(tài)。
386處理器和它的協(xié)處理器387
X87協(xié)處理器新增約60個(gè)指令給程序員，所有的指令都是以“F”開(kāi)頭跟其他的標(biāo)準(zhǔn)8086整數(shù)運(yùn)算指令有所區(qū)別，舉例來(lái)說(shuō)，相對(duì)于ADD/MUL，8087提供FADD/FMUL。
8087是于1980年發(fā)布，然后被80287、80387DX/SX和487SX所取代。
★ 協(xié)處理器被整合進(jìn)入CPU內(nèi)部
以往，協(xié)處理器都是可選配件，在主板上X86處理器旁邊一般都會(huì)為X87設(shè)計(jì)一個(gè)空的插槽，只有當(dāng)用戶確實(shí)有需要時(shí)才會(huì)專門購(gòu)買相應(yīng)的X87協(xié)處理器插進(jìn)去，來(lái)加速浮點(diǎn)運(yùn)算。
486DX是第一顆整合了浮點(diǎn)運(yùn)算協(xié)處理器的產(chǎn)品，相當(dāng)于486SX+487SX
隨著時(shí)代的發(fā)展，越來(lái)越多的程序要求使用更高精度的浮點(diǎn)運(yùn)算，X87協(xié)處理器幾乎成為必備品。于是在制造工藝日趨成熟之后，Intel在486一代將X86和X87整合在了一起，浮點(diǎn)運(yùn)算成為了CPU的一項(xiàng)基本功能，而且重要性越來(lái)越大。
Intel 486DX、Pentium之后的CPU都內(nèi)含了協(xié)處理器，AMD K5、K6之后的CPU都內(nèi)建了協(xié)處理器，所以此后就很少有人會(huì)提及協(xié)處理器的概念了。
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