Intel C8087是英特尔于1980年推出的首款浮点运算协处理器，专为配合8086/8088微处理器设计，旨在大幅提升浮点运算性能。
一、技术架构与设计

1. 核心功能
C8087支持完整的浮点运算（加、减、乘、除、平方根）及超越函数（指数、对数、三角函数），通过硬件加速将浮点运算速度提升20%至500%，具体取决于应用场景。其内部采用80位扩展精度格式，包含16位指数和64位尾数，支持显式整数位（非隐藏位），简化了硬件设计并避免精度损失。

2. 寄存器与指令集
拥有8个80位浮点寄存器，形成栈式结构（ST0-ST7），支持高效的栈操作指令（如FADD、FMUL）。指令集以ESC（Escape）前缀开头，共定义约60条新指令，通过8086/8088的ESC指令触发执行。

3. 制造工艺与功耗
采用4.5微米至3微米的HMOS（High-Threshold Metal-Oxide-Semiconductor）工艺，集成约65,000个晶体管，功耗约2.4瓦。封装形式为40引脚DIP，与8086/8088主板兼容。

4. 运算算法
乘法和除法通过CORDIC（坐标旋转数字计算机）算法实现，无需硬件乘法器，但导致运算延迟较高（如加法需100+机器周期，平方根超过1,000周期）。

二、型号与兼容性

1. 主要型号

◦ C8087-1：10MHz版本，适配8MHz的8086/8088，售价约270美元。

◦ C8087-2：8MHz版本，适配10MHz的8086/8088，售价约205美元。

◦ 后续衍生型号包括80287（支持80286）和80387（支持80386），但指令集保持兼容。

2. 与主处理器的协作
通过共享总线与8086/8088通信，主处理器负责内存访问和控制流，C8087专注浮点运算。两者通过同步信号（如BUSY、ERROR）协调工作，主处理器通过ESC指令将浮点任务卸载给协处理器。

三、应用与市场影响

1. 专业领域推动
广泛应用于科学计算、工程设计（如早期CAD软件）和金融建模。1981年IBM PC主板集成C8087插座后，其市场接受度大幅提升，成为专业工作站的标配。

2. 技术标准化贡献
C8087的设计直接影响了IEEE 754-1985浮点运算标准的制定，其80位扩展精度格式被纳入标准体系。

3. 市场竞争与替代
同期竞争对手包括AMD的AM9511，但C8087凭借与x86生态的深度整合占据主导地位。随着80486（1989年）集成浮点单元（FPU），独立协处理器逐渐退出历史舞台。

四、局限性与历史意义

1. 性能瓶颈
受限于工艺和架构，其浮点运算速度（约50,000 FLOPS）在现代标准下极低，且缺乏硬件乘法器导致复杂运算效率低下。

2. 兼容性挑战
软件需显式调用协处理器指令，早期编译器（如Microsoft FORTRAN）需特殊优化才能利用其性能，限制了普及速度。

3. 里程碑地位
C8087是x86生态的重要组成部分，标志着个人计算机从简单数据处理向科学计算的跨越。其设计理念（如栈式寄存器、扩展精度格式）深刻影响了后续x87系列协处理器及现代CPU的FPU设计。

五、技术遗产与后续发展

1. 集成化趋势
英特尔在80486中首次将FPU集成到CPU内核，80486SX甚至可通过外接80487协处理器扩展浮点性能，彻底终结了独立协处理器的时代。

2. 软件生态延续
x87指令集至今仍被x86处理器支持，成为现代编程语言（如C、Fortran）浮点运算的底层基础。

总结

      Intel C8087作为首款商用浮点协处理器，通过硬件加速将PC的计算能力提升到新高度，为科学计算和专业应用奠定了基础。尽管其性能在今天看来有限，但其架构创新和标准化贡献深远影响了计算机发展历程，堪称x86生态的关键里程碑。