Iepazīstieties ar megaprocesoru: 20 kHz behemota procesoru, kuru faktiski varat redzēt darbībā

Kopš pirmajām skaitļošanas dienām zinātnieki un inženieri ir koncentrējušies uz tādu mašīnu būvēšanu, kas bija mazākas, ātrākas un lētākas nekā iepriekšējā paaudze. Tagad viens brits ir uzņēmies šo tendenci mainīt. Džeimss Ņūmens no Kembridžas nesen iepazīstināja ar savu pabeigto “Megaprocessor” - pilnībā funkcionālu procesoru, kas būvēts cilvēka mērogā, ar gaismas diodēm, kas iedegas katrā skaitļošanas procesa posmā, lai parādītu, kā dati pārvietojas pa ķēdi.

The Megaprocesors ir 16 bitu dizains ar četriem vispārējas nozīmes reģistriem, programmu skaitītāju, procesora statusa reģistru un kaudzes rādītāju. Tam ir 256 baiti atmiņas un 500 W barošanas avots (pēdējā lielākā daļa ir paredzēta gaismas diodēm). Atmiņas blokā ir 27 000 tranzistoru. Centrālā procesora tranzistoru skaits sasniedz 15 300, bet liela daļa no tā tiek veltīta arī gaismas diodēm. Atņemiet tos no vienādojuma, un šķiet, ka kopējais CPU tranzistoru skaits ir aptuveni 6800. Tas ir aptuveni 2x vairāk nekā sākotnējais 6502 mikroprocesors, lai gan 6502 bija nedaudz mazāks. Aprēķins tiek veikts, izmantojot 16 bitu ALU un 16 bitu papildinātāju - nav vārdu par to, vai Newman plāno piedāvāt atsevišķu peldošā komata vienību, lai gan instalēšanas prasības šādai aparatūrai, visticamāk, varētu būt milzīgas.

Pilna sistēma. Visi Džeimsa Ņūmena attēli

Ja jūs domājat, kā cilvēks vispār izveido megaprocesoru, Ņūmens atzīmē, ka viņa projekts sākās kā mēģinājums izprast tranzistora darbību, pirms atzīmēja: 'Es neplānoju šeit nokļūt. Es sāku ar vēlmi uzzināt par tranzistoriem. Lietas izkļuva no rokām. ” Kad jūs sākat vēlēties uzzināt par tranzistoriem un tā vietā izveidot milzīgu ieviešanu, kas aizpilda lielāko daļu mājas, tas šķiet piemērots veids, kā aprakstīt situāciju.

Kas vadīja Ņūmenu, vēlējās viscerāli parādīt, kā dati pārvietojas pa CPU, izpildot programmu. 'Datori ir diezgan necaurspīdīgi,' sacīja Ņūmens. 'Skatoties uz viņiem, nav iespējams redzēt, kā viņi strādā. Ko es vēlētos darīt, ir iekļūt iekšā un redzēt, kas notiek. Problēmas ir tādas, ka mēs nevaram sarukt pietiekami mazus, lai ieietu silīcija mikroshēmā. Bet mēs varam iet citu ceļu; mēs varam uzcelt lietu pietiekami lielu, lai varētu tajā iet iekšā. Ne tikai to, ka mēs varam arī ievietot gaismas diodes visam, lai mēs patiešām redzētu, kā dati pārvietojas un loģika notiek. Tas būs lieliski. ”

Iepriekš redzamajā video redzams, kā megaprocesors darbojas, un idejai ir grūti nepārsteigties. Ikviens var izpētīt loģisko diagrammu, taču tas nav tas pats, kas faktiski redzēt komponentus klātienē un spēt skatīties, kā tie darbojas reāllaikā. To ir viegli aizmirst, ņemot vērā to, ka mēs dzīvojam laikmetā, kurā tranzistori ir sapakoti par miljardiem dažos simtos milimetros, taču bija laiks, kad tranzistorus un integrētās shēmas izlika ar rokām. CPU autobuss agrāk bija kaut kas tāds, ko jūs varētu burtiski redzēt, un ne tikai kā vara pēdu kolekciju uz mātesplatē.

Lai gan nedaudzi vēlas atgriezties pie šī agrākā laikmeta ierobežotā datora jaudas, Megaprocesors ir iespaidīgs darbs. Cerams, ka kāds uzņēmīgs programmētājs ķersies pie uzdevuma, lai noskaidrotu, kā uz tā izpildīt kriptonauda - mēs labprāt redzētu, kā Megaprocessor uzņemas IBM 1401 lieldatoru episkā bitcoin kaujā .