漫谈X86协处理器.docx

1、漫谈X86协处理器漫谈X86协处理器1.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FP

2、U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

3、，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Intel80878088/8086/80186/80188 的协处理器80C18780C186 的协处理器80287-1, -2,

4、-3, -4, -XL 以及 -XLT 版本387DX, SX 和 SL 版本RapidCAD-2RapidCAD-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AMD80C287286 协处理器Cyrix82S87 /287XL286 协处理器83D87/83S87386 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.ULSI83C87386协处理器83S87386SX协处理器IIT2C87286 协处理器3C87386 coprocessor

5、, 3S87对应SX版本4C87486DLC 的协处理器Weitek10671167286 协处理器3167的预发布版本3167386 协处理器4167486 协处理器Chips38700DX/SXCHIPS386的协处理器。NexGenNx587早期Nx586的协处理器。505083C87386的协处理器SymphonySL83C87386的协处理器Xtend83C87386的协处理器LCGreen Math 4C87DX386的协处理器KENWOOD4C87未知PHI3C87未知3.各类X86协处理器鉴赏。3.1 8086/8088时代的各型FPUIntel可谓是研发FPU产品的开山鼻袓，

6、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、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

7、 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

8、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：3.2 80286时代的各型FPU80286时代的FPU是80287，共计Intel、AMD、Cyrix,IIT,WEI

9、TEK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

10、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

11、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-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

12、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

13、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： 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：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F

14、PU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：3.4 Intel A80487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