新的浮点处理器能直接进行对数运算
扫描二维码
随时随地手机看文章
Northern Digital推出了一款微处理器, 据说这是首个能够直接按照其在对数表达式中所拥有的数值来运算的微处理器。该器件面向那些包含大计算量的应用,并将基本上取代当今的浮点处理器或协处理器。其设计者称:该微处理器利用数学密集型算法实现了性能的提升。
当采用对数来表示数值时,两个数值的乘法或除法运算是通过加法或减法演算来完成的。显然,这使得有可能简化位于许多DSP或图形算法核心部分的乘法运算。然而,虽然乘法和除法运算过程变得简单了,但加法和减法运算则相应地复杂起来。Northern Digital公司认为,尽管以前人们曾就对数处理器的原理进行过研究,但从未认为设计这样的处理器是值得的。通过设计一种能够克服该问题并高效地执行对数加法和减法运算的计算架构,该公司成功实现算术性能的整体提升。
浮点数通常被表示为一个8位指数和一个23位尾数。当采用相同的寄存器空间时,等效的对数表示法是一个8位整数部分加上一个23位小数部分。基本精度是相同的;然而,在以计算密集型任务为特征的多个重复周期中,精度优于浮点场合,这是因为每一步计算所涉及的舍入误差(该误差会随着计算的进行而累积)较少。
与传统的(IEEE-754)浮点部件(FPU)相比,Northern Digital公司的处理器所采用的用于执行加法和减法运算的机器周期略少。但是,FPU完成单个乘法或除法运算可能需要30或40个周期,而对数处理器则只需要一个周期。这一因素支持了该公司“机器将适合高级DSP和图形算法”的断言:由于采用了4级流水线,因此延迟也很低。该公司指出:该设计能立即有效地运行新出现的以及试验性的DSP算法,而不像采用传统的浮点机器时那样常常需要对其代码进行相应的调整。