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 coproce ssors）“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-processo rs)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CP U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

Intel80878088/8086/80186/80188 的协处理器

80C18780C186 的协处理器

80287-1, -2, -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, 3S87对应SX版本

4C87486DLC 的协处理器

Weitek 1067

1167

286 协处理器

3167的预发布版本3167386 协处理器4167486 协处理器

Chips38700DX/SX CHIPS386的协处理器。

NexGen Nx587早期Nx586的协处理器。

505083C87386的协处理器

Symphony SL83C87386的协处理器

Xtend83C87386的协处理器

LC Green 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C8 087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Xi11wes t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C8087-3 + R80186的CPU工控版：

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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：

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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。

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3.2 80286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。