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1、漫谈漫谈 X86 协处理器协处理器（CPU-CN 站长站长 Henry 原作，转载请注明出处）原作，转载请注明出处）1.前言。前言。FPU( floating point unit)直译为浮点运算单元，在很多地方也被称为“数学协处理器”（Math coprocessors）“数字处理器”(Numeric Processor)，这类以数学运算为主的器件统一归入“协处理器”(Co-processors)中，FPU，故名思义，它的主要功能是用来进行浮点运算以及高精度的科学运算。从基于 X86 的 CPU 技术发展来看，在 486 时代以前的时代，多数用户被 Intel 或相关厂商认为“普通用户”，使
2、用协处理器的机率不高，那时一般只有 CAD/CAM 领域 FPU 才是必须要用到的，Intel 认为：如果将 FPU 单元集成到 CPU 中，不仅技术上实现成本较高，而且这部份不常用的功能将造成所谓的“资源浪费”。所以，自 8086 开始，FPU 一直作为单独的封装产品对外发布，成为可选件，FPU 由主要的几个 CPU 制造商(Intel,Cyrix 等)制造，同时也吸引到一些专门的 IC 制造公司加入到这个行列中来，比如 IIT/ULSI 等，Cyrix 公司抓住了这一特定的历史发展机遇期，通过 FPU 的制造逐渐掌握了 CPU 的制造技术，并过渡到主流的 CPU 供应商的行列中来。随着技术
3、的进步以及 CPU 应用领域的拓展，特别是多媒体以及 3D 应用要求使用到大量的浮点运算单元，为了提升 CPU 的整体性能，独立的 FPU 单元逐渐被整合到单一的 CPU 内部，所以 Pentium 及之后就完全看不到独立的 FPU 协处理器了，因为是特定时代的产物，所以 FPU 类芯片在处理器收藏中具有独特的地位。协处理器发展到今天，已呈现多样化趋势，虽然 FPU 单元大多数已被并入到 CPU 中，但一些特定用途的协处理器方兴未艾，比如“IP 协处理器”、“指纹协处理器”、以及各类嵌入式平台的协处理器。限于篇幅，本文将讨论藏友最关心的基于 X86 技术的 FPU 协处理器。2. X86 协处
4、理器概览。协处理器概览。下表是笔者整理了所有已知协处理器之后得出的一览表。制造商制造商种类种类备注备注Intel80878088/8086/80186/80188 的协处理器的协处理器80C18780C186 的协处理器的协处理器80287-1, -2, -3, -4, -XL 以及以及 -XLT 版本版本387DX, SX 和和 SL 版本版本RapidCAD-2RapidCAD-1(本质上是本质上是 486DX 的的 CPU 但采用了但采用了386 的针脚输入）的协处理器的针脚输入）的协处理器487SX本质上是一个本质上是一个 486DX33 的的 CPU，但未经，但未经 Intel 官方
5、官方证实证实AMD80C287286 协处理器协处理器Cyrix82S87 /287XL286 协处理器协处理器83D87/83S87386 协处理器协处理器, 83S87 是是 SX 版本版本EMC87是是 83D87 中的特殊类型中的特殊类型,与与 WEITEK 的的 3167 针脚针脚兼容兼容.ULSI83C87386 协处理器协处理器83S87386SX 协处理器协处理器IIT2C87286 协处理器协处理器3C87386 coprocessor, 3S87 对应对应 SX 版本版本4C87486DLC 的协处理器的协处理器Weitek10671167286 协处理器协处理器3167
6、的预发布版本的预发布版本3167386 协处理器协处理器4167486 协处理器协处理器Chips38700DX/SXCHIPS386 的协处理器。的协处理器。NexGenNx587早期早期 Nx586 的协处理器。的协处理器。505083C87386 的协处理器的协处理器SymphonySL83C87386 的协处理器的协处理器Xtend83C87386 的协处理器的协处理器LCGreen Math 4C87DX386 的协处理器的协处理器KENWOOD4C87未知未知PHI3C87未知未知3.各类各类 X86 协处理器鉴赏。协处理器鉴赏。3.1 8086/8088 时代的各型时代的各型 F
7、PUIntel 可谓是研发 FPU 产品的开山鼻袓，其 8087 系列是业界第一种 X86 的 FPU。下图为笔者所收藏的 C8087 实物：IBM 那时也在自已的 PC-XT 机上采用到的 FPU 上做上自已的标记（注册藏友 X11west 提供）：连 Microsoft 在当年也推出了一种极为奇怪的 8087FPU，它可能是我记忆中的 Microsoft 唯一的一种 IC 产品。但从外观上看，它应该是在 P8087 的基础上采用了二次封装技术做成了这样子的（注册藏友 Xi11west 提供）。8087FPU 主要应用于提升 8086、8088 CPU 的浮点运算能力，但 80186、801
8、88 等工控 CPU 同样会用到它，这就是为什么电子市场上依然还可以找到大量的 8087 库存的原因，下图为笔者所收藏的 C8087-3 + R80186 的 CPU 工控版：此主题相关图片如下：8087 就封装类型来说，有 C、D、P 等封装类型、就频率来说，常见的有 -1 -2 -3 -4 -6 等。 一般来说 C 类封装的购买价格总是会高于 D 类的封装，JS 们总是有一句口头禅挂在嘴上“它可是能洗金的 IC，上次有人给我 XXX 元我都没有卖啊！”。笔者必须要认真的提醒一下众位藏友，如果你有幸能找到 P8087，绝对要恭喜你！虽然它是 P(塑料)封装，但那绝对是少见的东西，笔者还没有在
9、国内外的网站上见到到P8087 的实物，但据 Intel 资料显示，它的确是存在的！就笔者的观点而言，8087 类 FPU 是藏家必须的藏品，但要将各类封装以及各类频率的收齐，实现难度太大，打个比方说，就 C 类的 8087 就有几类的非常难找的,其中 MC8087（军品级）、TC8087（工业级）、QC8087 等绝对是国外收藏家眼中的逸品，就更徨论 P8087 了。下图为工业级 TC8087：此主题相关图片如下：关于 80C187,笔者的观点是 187 是 8087 的加强版本，主要用于一类特殊的 CPU ：80C186/80C188 上面，它比 8087 更稀有，故 80C187 也是不
10、可多得的藏品，只是它在电子市场的价格实在要用一个“高”字来形容。此主题相关图片如下：3.2 80286 时代的各型时代的各型 FPU80286 时代的 FPU 是 80287，共计 Intel、AMD、Cyrix,IIT,WEITEK 等五家公司提供同型产品，不过 WEITEK 的 1067FPU 笔者目前还没有看到过实物，287 的 FPU 同样有 C、D、P 类封装以及 -3 到-12 的各类频率,还有普通版本以及 XL 版本之区分，IIT 公司甚至还提供了-20 的频率，在那个年代已经难能可贵了。下图为笔者收藏的 Intel 80287XL 版本. 下图为 IIT 公司的 287笔者感觉
11、到，在林林总总的 287 产品中，Cyrix 公司生产的 287 一直是国外藏家所追捧的对象。 下图为 CPU-CN 注册藏友 Xi11west 所收藏的一款 Cyrix 287 的精品：3.3 异彩分呈的异彩分呈的 387386 时代，PC 对于社会的重要性日愈凸显，CAD、CAM、科学计算、3D 方面的应用越来越普及，记得在 1995 年，笔者为了更好地运行当时的三维动画设计软件，3DS V2.0 版，忍痛掏了 400 大元为我的 386DX-33 机器添置了一块 387 协处理器，因为 3DS 软件在运行时必须要检查 FPU 才让通行。387 系列 FPU 主要有 DX、SX、SL 等种
12、类，频率主要有 16、20、25、33、40。其封装也呈现多样性，更加多的制造商纷纷加入到 FPU 制造行列中来，387FPU 产品可谓异彩分呈！下图为 386SX、387SL，无 Logo 版本的 Intel 的 80387、军品 MG80387，CPU-CN 注册藏友台湾魏先生提供：此主题相关图片如下：那个时期的 ULSI 公司也是出产 387FPU 的大户，出货量仅次于 Intel,Cyrix, 令人奇怪的是，AMD 公司居然没有出品任何一种 386FPU，看来他们将精力放在全力发展 CPU 上面了。此主题相关图片如下：因为 387FPU 的种类远远多于 287，所以我们有选择性地重点介
13、绍几类非常很少见 387 的 FPU。精品之一精品之一： Intel 公司的 RapidCAD-2 FPU 产品，主要用于与 RapidCAD-1 的 CPU 配套使用，RapidCAD 的 CPU 主要用于 CAD 设计领域，据称它的内部其实是 486 的核心，只是以 386 的针脚输出，但它们还是被归为 386 级别的 CPU/FPU，据资料称：RapidCAD 的 CPU/FPU 组合运行效能比普通的 DX33 的 CPU/FPU 组合要高出 30%以上。（Xi11west 提供）精品之二精品之二：IIT 的金顶 387，IIT 公司在 287 年代就显示了自已的 FPU 产品，她的 3
14、87FPU 非常容易识别。因为它具有一个漂亮的金顶，下图是笔者收藏的 IIT 的 387 金顶 FPU，高达 40Mhz 的频率简直让人咋舌不已！精品之三精品之三：WEITEK 的 386 级别的 FPU-3167，3167 是 386 的 FPU 多少有点让人意外，感觉上 WEITEK 这家公司的专长不是做 X86 系列的 CPU 以及 FPU,但在历史上，他们的确生产过 387 系列的 FPU, 可能国内的藏家对这种 FPU 非常生疏，因为它的命名也不是按 X87 来进行的。（注册藏友 X11west 提供）：其实之前我也不能确信 3167 能用在 386 的主板上，因为 3167 的针脚
15、定义与 Intel387 是不兼容的，但我在网上偶然看到一个它与 CHIPS386 共同工作的照片：此主题相关图片如下：精品之四精品之四：CHIPS 公司的 FPU ，不用多说，CHIPS386/387 均是藏家追求的稀有藏品，下图为笔者的藏品：J38700DX此主题相关图片如下：精品之五：精品之五： LC Technology 公司的 387 极别的 FPU，其中 4C87SLC 对应的应该是 486SLC 类别（386 级别）的 FPU，国内同样难得一见，下图为 Xi11west 藏品。精品之六精品之六：极为少见的 Symphony 公司的 SL83C87 协处理器，下图为台湾藏友 Pet
16、er 提供的图片，竟然还是一只工程样品 (注：此 FPU 可能并没有真正上市)！ 此主题相关图片如下：精品之七精品之七：Xtend 的 83C87，FPU 中的极品。此主题相关图片如下：精品之八精品之八：5050 的 387FPU 的确是一种非常有趣的 FPU，同时也是 FPU 中的极品！此主题相关图片如下：精品之九：精品之九：Cyrix387FPU 中的一些精品，图片来自 CPU-WORLD。此主题相关图片如下：欣赏完上面这些极品 FPU 之后，不知大家有如何感想？笔者再提供一张很奇怪的 FPU 的图片供大家欣赏，也请您思考下面这块板上为何要同时上两只不同厂家的 FPU？此主题相关图片如下：3.4 Intel A80487 的真象的真象按 Intel 的官方说法，80487 是用来给 80486SX 系列的 CPU 配套使用的，也就是说，在一些 486SX 的主板上还留有一个提供给 487 的插座，当 487 插入已后，它将接管 486SX 的控制权，但按照这几年来各方藏友的测试结果，主流的意见是：487 并不是一只 FPU，它本质上是一只 486DX-33 的 CPU，而且是 I
