漫谈X86协处理器.docx

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漫谈X86协处理器

漫谈X86协处理器

1.前言。

FPU（floatingpointunit）直译为浮点运算单元，在很多地方也被称为“数学协处理器”（Mathcoprocessors）“数字处理器”（NumericProcessor），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

种类

备注

Intel

8087

8088/8086/80186/80188的协处理器

80C187

80C186的协处理器

80287

-1,-2,-3,-4,-XL以及-XLT版本

387

DX,SX和SL版本

RapidCAD-2

RapidCAD-1（本质上是486DX的CPU但采用了386的针脚输入）的协处理器

487SX

本质上是一个486DX33的CPU，但未经Intel官方证实

AMD

80C287

286协处理器

Cyrix

82S87/287XL

286协处理器

83D87/83S87

386协处理器,83S87是SX版本

EMC87

是83D87中的特殊类型,与WEITEK的3167针脚兼容.

ULSI

83C87

386协处理器

83S87

386SX协处理器

IIT

2C87

286协处理器

3C87

386coprocessor,3S87对应SX版本

4C87

486DLC的协处理器

Weitek

1067

1167

286协处理器

3167的预发布版本

3167

386协处理器

4167

486协处理器

Chips

38700DX/SX

CHIPS386的协处理器。

NexGen

Nx587

早期Nx586的协处理器。

5050

83C87

386的协处理器

Symphony

SL83C87

386的协处理器

Xtend

83C87

386的协处理器

LC

GreenMath4C87DX

386的协处理器

KENWOOD

4C87

未知

PHI

3C87

未知

3.各类X86协处理器鉴赏。

3.18086/8088时代的各型FPU

Intel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、8088CPU的浮点运算能力，但80186、80188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：

3.280286时代的各型FPU

80286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Intel80287XL版本.

下图为IIT公司的287

笔者感觉到，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Cyrix287的精品：

3.3异彩分呈的387

386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，3DSV2.0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绍几类非常很少见387的FPU。

精品之一：

Intel公司的RapidCAD-2FPU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：

IIT的金顶387，IIT公司在287年代就显示了自已的FPU产品，她的387FPU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：

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：

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：

LCTechnology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：

极为少见的Symphony公司的SL83C87协处理器，下图为台湾藏友Peter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：

Xtend的83C87，FPU中的极品。

此主题相关图片如下：

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：

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：

3.4IntelA80487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Intel用来欺骗消费者的鬼把戏。

而笔者的观点更倾向于它是一只用于486SX升级的Overdriver即ODP，但不管怎么说，拥有一只