128비트 CPU가 없는 이유

컴퓨터 어휘 중에서 비트는 확실히 가장 잘 알려진 단어 중 하나입니다. 전체 세대의 비디오 게임 콘솔과 해당 픽셀 아트 스타일은 비트(예: 8비트 및 16비트)로 정의되며 많은 응용 프로그램이 32비트 및 64비트 버전을 모두 제공합니다.

그 역사를 살펴보면 비트를 처리하는 능력이 수년에 걸쳐 증가했음을 알 수 있습니다. 하지만 64비트 칩이 90년대에 처음 소개되어 2000년대에 주류가 되었지만, 우리는 아직 128비트 CPU가 없습니다. 128은 64 이후의 자연스러운 단계처럼 보일 수도 있지만, 하지만.

조금이란 무엇입니까?

128비트 CPU가 존재하지 않는 이유를 이야기하기 전에 비트가 무엇인지부터 이야기해야 합니다. 기본적으로 이는 CPU의 성능을 나타냅니다. 이진수(Binary)와 숫자(Digit)의 합성어로 컴퓨팅의 가장 작은 단위이자 모든 프로그래밍의 출발점이다. 비트는 1 또는 0(따라서 이진수)으로만 정의될 수 있지만 이러한 숫자는 참 또는 거짓, 켜짐 또는 꺼짐, 더하기 기호나 빼기 기호로도 해석될 수 있습니다.

단일 비트 자체는 별로 유용하지 않지만, 1과 0의 조합은 숫자, 문자 또는 다른 문자와 같은 것으로 정의될 수 있기 때문에 더 많은 비트를 사용하는 것은 다른 이야기입니다. 128비트 컴퓨팅의 경우 우리는 정수(소수점이 없는 숫자)에만 관심이 있으며, 비트가 많을수록 프로세서가 정의할 수 있는 숫자가 더 많아집니다. x는 비트 수를 나타내는 매우 간단한 2^x 공식을 사용합니다. 4비트 컴퓨팅에서 계산할 수 있는 가장 큰 정수는 15입니다. 이는 공식에서 제공하는 16보다 1 작은 값입니다. 하지만 프로그래머는 1이 아닌 0부터 계산을 시작합니다.

4비트가 16개의 서로 다른 정수만 저장할 수 있다면 8비트나 32비트, 심지어 128비트로 가는 것이 그다지 큰 문제가 아닌 것처럼 보일 수 있습니다. 하지만 여기서 우리는 지수적인 숫자를 다루고 있습니다. 이는 일이 느리게 시작되었다가 매우 빠르게 시작된다는 것을 의미합니다. 이를 입증하기 위해 1비트에서 128비트까지 이진수로 계산할 수 있는 가장 큰 정수를 보여주는 작은 표가 있습니다.

이제 비트 양을 두 배로 늘리면 크기만 두 배로 늘어나는 것이 아니라 훨씬 더 큰 숫자를 처리할 수 있게 되는 이유를 알 수 있을 것입니다. 그러나 128비트 컴퓨팅을 사용하면 64비트 컴퓨팅보다 훨씬 더 많은 작업을 수행할 수 있음에도 불구하고 우리는 여전히 이를 사용하지 않습니다.

1비트에서 64비트로 가는 방법

CPU가 1비트에서 더 많은 비트를 갖게 된 이유는 매우 분명합니다. 우리는 컴퓨터가 더 많은 작업을 수행하기를 원했습니다. 1비트, 2비트, 4비트로는 할 수 있는 일이 많지 않지만 8비트 수준에서는 아케이드 머신, 게임 콘솔, 가정용 컴퓨터가 가능해졌습니다. 시간이 지나면서 프로세서 가격이 저렴해지고 물리적으로 작아졌기 때문에 CPU가 처리할 수 있는 비트 수를 늘리는 데 필요한 하드웨어를 추가하는 것은 매우 자연스러운 움직임이었습니다.

비트의 기하급수적인 특성은 SNES 및 Sega Genesis와 같은 16비트 콘솔을 이전의 8비트 콘솔(주로 NES)과 비교할 때 매우 빠르게 분명해집니다. 슈퍼 마리오 브라더스 3 메커니즘과 그래픽 측면에서 NES의 가장 복잡한 게임 중 하나였으며 완전히 왜소해졌습니다. 슈퍼마리오 월드는 불과 2년 후에 출시되었습니다(GPU 기술의 개선도 여기서 핵심 요소였지만).

최초의 64비트 칩이 시장에 출시된 지 거의 30년이 지났지만 아직 128비트 CPU가 없습니다.

하지만 이는 단지 비디오 게임에 관한 것이 아닙니다. 비트가 많아지면서 거의 모든 것이 좋아졌습니다. 8비트의 256개 숫자에서 16비트의 65,356개 숫자로 이동하면 시간을 더 정확하게 추적하고, 디스플레이에 더 많은 색상을 표시하고, 더 큰 파일을 처리할 수 있게 되었습니다. Intel의 8비트 8088 CPU로 구동되는 IBM의 개인용 컴퓨터를 사용하든, 온라인에 접속할 준비가 된 회사를 위한 서버를 구축하든, 더 많은 비트가 더 좋습니다.

업계는 16비트에서 32비트로 매우 빠르게 이동했으며 마침내 90년대 후반과 2000년대 초반에 주류가 된 64비트 컴퓨팅으로 이동했습니다. 가장 중요한 초기 64비트 CPU 중 일부는 Nintendo 64와 AMD의 Athlon 64 및 Opteron으로 구동되는 컴퓨터에서 발견되었습니다. CPU. 소프트웨어 측면에서는 64비트가 초기부터 Linux, Windows 등 운영체제로부터 주류 지원을 받기 시작했습니다. 2000년대. 그러나 64비트 컴퓨팅에 대한 모든 시도가 성공한 것은 아닙니다. Intel의 Itanium 서버 CPU는 세간의 이목을 끄는 실패였으며 회사 최악의 프로세서 중 일부.

오늘날 64비트 CPU는 스마트폰부터 PC, 서버까지 어디에나 있습니다. 더 적은 수의 비트를 가진 칩이 여전히 만들어지고 있으며 더 큰 숫자를 처리하지 못하는 특정 애플리케이션에 바람직할 수 있지만 꽤 틈새 시장입니다. 그러나 최초의 64비트 칩이 시장에 출시된 지 거의 30년이 지났음에도 불구하고 여전히 128비트 CPU가 없습니다.

128비트 컴퓨팅은 해결해야 할 문제를 찾고 있습니다.

128비트는 어렵거나 불가능하기 때문에 실행 가능하지 않다고 생각할 수도 있지만 실제로는 그렇지 않습니다. 프로세서, CPU 등의 많은 부품은 AVX 명령을 활성화하는 GPU의 메모리 버스 및 CPU의 SIMD와 같이 128비트 이상입니다. 우리는 구체적으로 128비트 정수를 처리할 수 있는 것에 대해 이야기하고 있으며, 연구실에서 128비트 CPU 프로토타입이 만들어졌음에도 불구하고 실제로 128비트 CPU를 출시한 회사는 없습니다. 대답은 예상치 못한 것일 수 있습니다. 128비트 CPU는 그다지 유용하지 않습니다.

64비트 CPU는 0부터 18,446,744,073,709,551,615까지 1800경이 넘는 고유 숫자를 처리할 수 있습니다. 대조적으로, 128비트 CPU는 3401십진수가 넘는 숫자를 처리할 수 있으며, 여러분은 평생 동안 "10십진법"을 본 적이 없을 것이라고 장담합니다. 다음 중 하나를 사용하더라도 그렇게 많은 0이 있는 숫자를 계산하는 용도를 찾는 것은 매우 어렵습니다. 정수에 서명하는 비트입니다. 범위는 음수 170운데실리온에서 양수 170까지입니다. 십일조.

128비트 정수의 유일한 중요한 사용 사례는 사용자의 고유 ID를 생성하는 데 사용되는 UUID(Universally Unique Identifier)인 IPv6 주소입니다(마인크래프트 UUID의 유명한 사용 사례) 및 ZFS와 같은 파일 시스템입니다. 문제는 이러한 작업을 처리하는 데 128비트 CPU가 필요하지 않다는 것입니다. 이러한 작업은 64비트 하드웨어에서도 문제 없이 가능했습니다. 궁극적으로 우리가 128비트 CPU를 보유하지 못하는 주요 이유는 128비트 하드웨어-소프트웨어 생태계에 대한 수요가 없기 때문입니다. 업계에서는 원한다면 확실히 성공할 수 있지만 실제로는 그렇지 않습니다.

128비트의 경우 문이 약간 열려 있습니다.

128비트 CPU는 오늘날의 일이 아니며 어떤 회사도 조만간 이를 출시하지 않을 것 같지만 128비트 CPU가 결코 발생하지 않을 것이라고는 말할 수 없습니다. 사양은 RISC-V ISA 미래의 128비트 가능성을 남겨두다 건축학 테이블 위에 있지만 그것이 실제로 어떻게 될지는 자세히 설명하지 않습니다. 아마도 디자인할 긴급한 필요성이 없었기 때문일 것입니다.

128비트로 생성할 수 있는 가장 큰 숫자인 340운데실리온도 그다지 많지 않습니다. 우주에는 원자가 존재하기 때문에, 이는 현실 세계에서 존재하는 가장 큰 숫자로 간주됩니다. 중요성. 우주의 상당 부분을 원자 수준까지 시뮬레이션하고 싶다면 128비트 CPU가 정말 유용할 것입니다. 그 외에도 128비트 CPU가 어떤 용도로 사용될지 말하기는 어렵지만 몇 년 전에 우리는 테라바이트 RAM이 무엇에 필요한지 궁금했습니다.