新的浮點(diǎn)處理器能直接進(jìn)行對數(shù)運(yùn)算

Northern Digital推出了一款微處理器， 據(jù)說這是首個(gè)能夠直接按照其在對數(shù)表達(dá)式中所擁有的數(shù)值來運(yùn)算的微處理器。該器件面向那些包含大計(jì)算量的應(yīng)用，并將基本上取代當(dāng)今的浮點(diǎn)處理器或協(xié)處理器。其設(shè)計(jì)者稱：該微處理器利用數(shù)學(xué)密集型算法實(shí)現(xiàn)了性能的提升。

當(dāng)采用對數(shù)來表示數(shù)值時(shí)，兩個(gè)數(shù)值的乘法或除法運(yùn)算是通過加法或減法演算來完成的。顯然，這使得有可能簡化位于許多DSP或圖形算法核心部分的乘法運(yùn)算。然而，雖然乘法和除法運(yùn)算過程變得簡單了，但加法和減法運(yùn)算則相應(yīng)地復(fù)雜起來。Northern Digital公司認(rèn)為，盡管以前人們曾就對數(shù)處理器的原理進(jìn)行過研究，但從未認(rèn)為設(shè)計(jì)這樣的處理器是值得的。通過設(shè)計(jì)一種能夠克服該問題并高效地執(zhí)行對數(shù)加法和減法運(yùn)算的計(jì)算架構(gòu)，該公司成功實(shí)現(xiàn)算術(shù)性能的整體提升。

浮點(diǎn)數(shù)通常被表示為一個(gè)8位指數(shù)和一個(gè)23位尾數(shù)。當(dāng)采用相同的寄存器空間時(shí)，等效的對數(shù)表示法是一個(gè)8位整數(shù)部分加上一個(gè)23位小數(shù)部分?；揪仁窍嗤模蝗欢谝杂?jì)算密集型任務(wù)為特征的多個(gè)重復(fù)周期中，精度優(yōu)于浮點(diǎn)場合，這是因?yàn)槊恳徊接?jì)算所涉及的舍入誤差（該誤差會隨著計(jì)算的進(jìn)行而累積）較少。

與傳統(tǒng)的（IEEE-754）浮點(diǎn)部件（FPU）相比，Northern Digital公司的處理器所采用的用于執(zhí)行加法和減法運(yùn)算的機(jī)器周期略少。但是，F(xiàn)PU完成單個(gè)乘法或除法運(yùn)算可能需要30或40個(gè)周期，而對數(shù)處理器則只需要一個(gè)周期。這一因素支持了該公司“機(jī)器將適合高級DSP和圖形算法”的斷言：由于采用了4級流水線，因此延遲也很低。該公司指出：該設(shè)計(jì)能立即有效地運(yùn)行新出現(xiàn)的以及試驗(yàn)性的DSP算法，而不像采用傳統(tǒng)的浮點(diǎn)機(jī)器時(shí)那樣常常需要對其代碼進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。