Pourquoi nous n'avons pas de processeurs 128 bits

Parmi les mots du vocabulaire informatique, bit est certainement l’un des plus connus. Des générations entières de consoles de jeux vidéo et leurs styles artistiques pixelisés sont définis par des bits (tels que 8 bits et 16 bits) et de nombreuses applications proposent des versions 32 bits et 64 bits.

Si vous regardez cette histoire, vous pouvez voir que notre capacité à gérer les bits a augmenté au fil des ans. Cependant, même si les puces 64 bits ont été introduites pour la première fois dans les années 90 et sont devenues courantes dans les années 2000, nous je n'ai toujours pas de processeurs 128 bits. Même si 128 ans peut sembler une étape naturelle après 64 ans, c'est n'importe quoi mais.

Qu'est-ce qu'un peu?

Avant d'expliquer pourquoi les processeurs 128 bits n'existent pas, nous devons parler de ce qu'est un bit. Essentiellement, cela fait référence aux capacités du processeur. Formé des mots binaire et chiffre, c'est la plus petite unité informatique et le point de départ de toute programmation. Un bit ne peut être défini que comme 1 ou 0 (donc binaire), bien que ces nombres puissent être interprétés comme vrai ou faux, activé ou désactivé, et même comme un signe plus ou un signe moins.

En soi, un seul bit n'est pas très utile, mais utiliser plus de bits est une autre histoire car une combinaison de uns et de zéros peut être définie comme quelque chose, comme un nombre, une lettre ou un autre caractère. Pour l'informatique 128 bits, nous nous intéressons uniquement aux nombres entiers (nombres sans point décimal), et plus il y a de bits, plus un processeur peut définir de nombres. Il utilise une formule 2^x assez simple, x étant le nombre de bits. En informatique 4 bits, le plus grand nombre entier que vous pouvez compter est 15, soit un de moins que le 16 que la formule vous donne, mais les programmeurs commencent à compter à partir de 0 et non à partir de 1.

Si 4 bits ne peuvent stocker que 16 entiers différents, alors il ne semble pas que passer à 8, 32 ou même 128 bits serait si grave. Mais nous avons ici affaire à des chiffres exponentiels, ce qui signifie que les choses commencent lentement mais décollent ensuite très rapidement. Pour le démontrer, voici un petit tableau qui montre les plus grands entiers que vous pouvez calculer en binaire de 1 à 128 bits.

Alors maintenant, vous pouvez probablement comprendre pourquoi doubler la quantité de bits permet de gérer des nombres qui non seulement doublent en taille, mais sont d'un ordre de grandeur plus grand. Pourtant, même si l’informatique 128 bits nous permettrait de travailler sur des nombres bien plus grands que l’informatique 64 bits, nous ne l’utilisons toujours pas.

Comment nous sommes passés de 1 bit à 64 bits

La raison pour laquelle les processeurs sont passés de 1 bit à plus de bits est assez claire: nous voulions que nos ordinateurs fassent plus de choses. Il n'y a pas grand-chose que vous puissiez faire avec un, deux ou quatre bits, mais à 8 bits, les machines d'arcade, les consoles de jeux et les ordinateurs personnels sont devenus réalisables. Au fil du temps, les processeurs sont devenus moins chers à fabriquer et physiquement plus petits, donc ajouter le matériel nécessaire pour augmenter le nombre de bits que le processeur pouvait gérer était une décision assez naturelle.

La nature exponentielle des bits apparaît très rapidement lorsque l'on compare les consoles 16 bits comme la SNES et la Sega Genesis à leurs prédécesseurs 8 bits, principalement la NES. Super Mario Bros 3 était l'un des jeux les plus complexes de la NES en termes de mécanique et de graphismes, et il était complètement éclipsé par Super Mario Monde, sorti seulement deux ans plus tard (bien que les améliorations de la technologie GPU aient également été un facteur clé ici).

Nous n'avons toujours pas de processeurs 128 bits, même si cela fait près de trois décennies que les premières puces 64 bits sont arrivées sur le marché.

Il ne s’agit pas seulement de jeux vidéo; à peu près tout s'améliorait avec plus de bits. Passer de 256 nombres en 8 bits à 65 356 nombres en 16 bits signifiait suivre le temps plus précisément, afficher plus de couleurs sur les écrans et traiter des fichiers plus volumineux. Que vous utilisiez l'ordinateur personnel d'IBM, alimenté par le processeur Intel 8088 8 bits, ou que vous construisiez un serveur pour une entreprise prête à se connecter, plus de bits, c'est tout simplement mieux.

L'industrie est passée assez rapidement du 16 bits au 32 bits et finalement au 64 bits, qui est devenu courant à la fin des années 90 et au début des années 2000. Certains des premiers processeurs 64 bits les plus importants ont été trouvés dans la Nintendo 64 et dans les ordinateurs équipés d'Athlon 64 et d'Opteron d'AMD. Processeurs. Du côté des logiciels, le 64 bits a commencé à bénéficier du support général des systèmes d'exploitation comme Linux et Windows au début. années 2000. Cependant, toutes les tentatives d’informatique 64 bits n’ont pas abouti; Les processeurs du serveur Itanium d'Intel ont connu une défaillance très médiatisée et sont certains des pires processeurs de l'entreprise à ce jour.

Aujourd'hui, les processeurs 64 bits sont partout, des smartphones aux PC en passant par les serveurs. Des puces avec moins de bits sont toujours fabriquées et peuvent être souhaitables pour des applications spécifiques qui ne gèrent pas de plus grands nombres, mais elles restent plutôt spécialisées. Pourtant, nous ne disposons toujours pas de processeurs 128 bits, même si cela fait près de trois décennies que les premières puces 64 bits sont arrivées sur le marché.

L'informatique 128 bits cherche un problème à résoudre

Vous pourriez penser que le 128 bits n’est pas viable parce que c’est difficile, voire impossible, à réaliser, mais ce n’est en réalité pas le cas. De nombreux composants des processeurs, CPU et autres, sont de 128 bits ou plus, comme les bus mémoire sur les GPU et les SIMD sur les CPU qui activent les instructions AVX. Nous parlons spécifiquement de la capacité à gérer des entiers de 128 bits, et même si des prototypes de processeurs de 128 bits ont été créés dans des laboratoires de recherche, aucune entreprise n'a réellement lancé de processeur de 128 bits. La réponse pourrait être décevante: un processeur 128 bits n’est tout simplement pas très utile.

Un processeur 64 bits peut gérer plus de 18 quintillions de nombres uniques, de 0 à 18 446 744 073 709 551 615. En revanche, un processeur de 128 bits serait capable de gérer plus de 340 nombres undécillions, et je vous garantis que vous n'avez jamais vu "undécillion" de toute votre vie. Trouver une utilisation pour calculer des nombres avec autant de zéros est assez difficile, même si vous utilisez l'un des les bits pour signer l'entier, qui aurait une plage allant de moins 170 undécillion à plus 170 undécillion.

Les seuls cas d'utilisation significatifs pour les entiers de 128 bits sont les adresses IPv6, des identifiants universellement uniques (ou UUID) utilisés pour créer des identifiants uniques pour les utilisateurs (Minecraft est un cas d'utilisation très médiatisé pour l'UUID) et les systèmes de fichiers comme ZFS. Le fait est que les processeurs 128 bits ne sont pas nécessaires pour gérer ces tâches, qui ont pu très bien exister sur du matériel 64 bits. En fin de compte, la principale raison pour laquelle nous n'avons pas de processeurs 128 bits est qu'il n'y a pas de demande pour un écosystème matériel-logiciel 128 bits. L’industrie pourrait certainement y parvenir si elle le voulait, mais ce n’est tout simplement pas le cas.

La porte est légèrement ouverte pour le 128 bits

Bien que les processeurs 128 bits ne soient plus une chose aujourd'hui et qu'il semble qu'aucune entreprise n'en publiera un de si tôt, je n'irais pas jusqu'à dire que les processeurs 128 bits n'arriveront jamais. La spécification pour le RISC-VISA laisse la possibilité d'un futur 128 bits architecture sur la table mais ne détaille pas ce qu'il serait réellement, probablement parce qu'il n'y avait tout simplement pas de besoin urgent de le concevoir.

Trois cent quarante undécillions, le plus grand nombre possible à créer avec 128 bits, ce n'est pas non plus autant car il y a des atomes dans l'univers, ce qui est considéré comme le plus grand nombre d'atomes du monde réel. importance. Si vous avez toujours voulu simuler une bonne partie de l'univers jusqu'au niveau atomique, alors peut-être qu'un processeur de 128 bits serait vraiment utile pour cela. Au-delà de cela, il est difficile de dire à quoi servirait un processeur de 128 bits, mais il y a de nombreuses années, nous nous demandions également à quoi pouvait servir un téraoctet de RAM.