DICCIONARIO DE INFORMÁTICA Y TECNOLOGÍA
  ¿Qué significa Coma flotante? - Información sobre Coma flotante

Definición de Coma flotante (unidad de procesamiento matemático en la CPU)

Leandro Alegsa (Contacto) 2015-08-10

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La unidad de Coma flotante o, en inglés, Floating Point Unit (FPU), es una parte de la computadora diseñado específicamente para operaciones matemáticas de coma flotante.

Las operaciones típicas que realiza son la adición, sustracción, multiplicación, división, raíz cuadrada y desplazamiento de bits. Algunos sistemas antiguos (en especial los basados en microarquitectura) pueden realizar también varias funciones trascendentales como cálculos exponenciales y trigonométricos; en procesadores modernos estos son hechos por software.

Otros nombres para unidad de coma flotante: unidad de punto flotante, coprocesador matemático, Floating Point Unit, FPU, math coprocessor.


La unidad de coma flotante como parte del CPU

Hasta mediados de los 90 del siglo pasado, los procesadores no solían incluir una unidad de coma flotante en PCs hogareñas; era un elemento opcional conocido como coproceasdor.

En computadoras de propósito general actuales se suelen incluir una o más unidades de coma flotante integradas a la unidad central de procesamientos (CPU). En cambio las arquitecturas de sistemas embebidos no suelen traer hardware para operaciones de punto flotante.

Algunos sistemas implementan la coma flotante vía coprocesador en lugar de una unidad integrada; esto puede ser un único circuito integrado, una placa de circuitería completa o un gabinete.

Cuando no se provee cálculo de coma flotante por hardware, estos cálculos son hechos por software, lo cual le toma más tiempo el procesador, pero así se evita un hardware extra. Por eso la unidad de coma flotante no suele emplearse en sistemas embebidos pequeños.

En arquitecturas de computadoras modernas, hay cierta división entre las operaciones de coma flotante y las operaciones de enteros. Esta división varía significativamente entre arquitecturas. Por ejemplo, la Intel x86 posee registros de coma flotante dedicados.


Para más información ver: FPU.

Tecnologías empleadas en CPUs
• Arquitectura
Harvard (Modified Harvard)
• von Neumann
• Dataflow
• TTA
• Conjunto de instrucciones
• ASIP
CISC
• EDGE
• EPIC
• MISC
MIPS
• NISC
• OISC
RISC
• TRIPS
• VLIW
• ZISC
Tamaño de palabra (word)
• 1 bit • 4 bit8 bit • 9 bit • 10 bit • 12 bit • 15 bit • 16 bit • 18 bit • 22 bit • 24 bit • 25 bit • 26 bit • 27 bit • 31 bit • 32 bit • 33 bit • 34 bit • 36 bit • 39 bit • 40 bit • 48 bit • 50 bit • 60 bit • 64 bit128 bit • 256 bit • 512 bit • bit variable
• Ejecución (ciclo de instrucción)

Segmentación (pipelining): Bubble, Operand forwarding
• Ejecución fuera de orden (out-of-order): Renombre de registros
• Ejecución especulativa: predictor de saltos (branch predictor), predicción de dependencia de memoria
• Riesgo (Hazards)

• Computación paralela
• Paralelismo a nivel de Bit: bit-serial, palabra
• Paralelismo a nivel de Instrucción: escalar, superescalar
• Paralelismo de Datos: vector
• Paralelismo a nivel de Memoria (MLP)
• Paralelismo a nivel de Tareas: hilo de ejecución (thread)
• Multihilo
• Temporal multithreading
• Simultaneous multithreading: HyperThreading
• Taxonomía de Flynn
• SISD
• SIMD
• MISD
• MIMD (SPMD)
• Modos de direccionamiento (addressing mode)
• Tipos
Procesador digital de señales (DSP)
GPGPU
• Microcontrolador
• Unidad de procesamiento físico (PPU)
• System on a chip (SoC)
• Celular (cellular architecture)
• Componentes

• Unidad de generación de direcciones (address generation unit o AGU)
Unidad aritmético lógica (UAL o ALU)
• Barrel shifter
Unidad de coma flotante (floating-point unit o FPU)
• Bus trasero (back-side bus): multiplexor, demultiplexor
• Registros
• Unidad de gestión de memoria (MMU)
Translation lookaside buffer (TLB)
Caché de CPU
• Archivo de registro (register file)
Microcódigo
Unidad de Control (CU)
Frecuencia de reloj (clock rate)

• Gestión de energía
• APM
• ACPI
• Escala de frecuencia dinámica (Dynamic frequency scaling)
• Escala de tensión dinámica (Dynamic voltage scaling)
• Gating de reloj (clock gating)
• Seguridad por hardware de CPU

• NX bit
• Restricción de hardware (firmware)
• Trusted Execution Technology (Intel TXT)
• Critoprocesador seguro (Secure cryptoprocessor)
• Módulo de seguridad de hardware (HSM)
• Hengzhi chip






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