128-bittiset prosessorit tulevat: oletko valmis?

128-bittisyys tarjoaa  valtavan määrän
muun muassa muistiavaruutta,
internetissä on herännyt kysymys
voidaanko me nykyajan laitteistolla mitenkään
käyttää kaikkea tuota muistia.

128-bittisessä  tietokonearkkitehtuurissa kokonaislukut, muistiosoitteet ja muut datayksiköt ovat 128 bittisiä (16 oktettia) leveitä. Myös 128-bittiset CPU- ja ALU-arkkitehtuurit ovat sellaisia, jotka perustuvat kyseisen suuruisiin rekistereihin, osoiteväylään ja datakortteihin.

IBM:llä on jo 128-bittinen ratkaisu: [klikkaa tästä] IBM System / 370 

Vaikka 128-bittisille kokonaislukuille tai osoitteille ei ole olemassa yleiskäyttöisiä  prosessoreja, on useilla prosessoreilla erikoistuneita tapoja toimia 128-bittisten tietojen alueella.

IBM System / 370: ta voidaan pitää ensimmäisenä yksinkertaisena 128-bittisenä tietokoneena, koska se käytti 128-bittisiä liukulukuisia rekistereitä.

Useimmissa modernissa suoritinyksiköissä on SIMD-yksiköt (SIMD Extensions, AltiVec jne.), Joissa 128-bittisiä vektorirekistereitä käytetään useiden pienempien numeroiden, kuten neljän 32-bittisen liukuluvun, tallentamiseen.

Yhdellä käskyllä ​​voidaan sitten toimia kaikilla näillä arvoilla rinnakkain. Nämä prosessorit eivät kuitenkaan toimi yksittäisten numeroiden parissa, joiden pituus on 128 binaarilukua; vain niiden rekisterit ovat 128 bittisiä.

DEC VAX tuki toimintoja 128-bittisessä kokonaislukuvälissä ('O' tai oktaword) ja 128-bittisissä kelluvissa ('H-float' tai HFLOAT) datatyypeissä.

Tällaisten toimintojen tuki oli päivitysvaihtoehto sen sijaan, että se olisi vakio-ominaisuus. Koska VAX: n rekisterit olivat 32 bittiä leveä, käytti 128-bittinen operaatio silloin neljää peräkkäistä rekisteriä tai neljä pitkää sanomaa muistissa.

ICL 2900-sarja tarjosi 128-bittisen akun, ja sen käskyjoukko sisälsi 128-bittisen kelluvan pisteen ja pakattujen desimaalien aritmeettisen.

Samoin kuin kääntäjät emuloivat esim. 64-bittinen kokonaisluku aritmeettisesti arkkitehtuureissa, joiden rekisterikoko on vähemmän kuin 64 bittiä, jotkut kääntäjät tukevat myös 128-bittistä kokonaisluku aritmeettista. Esimerkiksi GCC C-kääntäjällä 4.6 ja uudemmilla on 128-bittinen kokonaisluku tyyppi __int128 joillekin arkkitehtuureille. [1] C-ohjelmointikielelle tämä on kääntäjäkohtainen laajennus, koska C11 itse ei takaa tukea 128-bittisille kokonaislukuille.

128-bittinen rekisteri voi tallentaa 2128 (yli 3,40 x 1038) eri arvot. 128 bittiä voidaan tallentaa kokonaislukuarvojen valikoima riippuu käytetystä kokonaisluvusta. Kahdella yleisimmällä esityksellä alue on 0 - 340,282,366,920,938,463,463,374,607,431,768,211,455 (2128 - 1) edustukseksi (allekirjoittamaton) binääriluku ja -170,141,183,460,469,231,731,687,303,715,884,105,728 (-2127) - 170,141,183,460,469,231,731,687,303,715,884,105,727 (2127-1) kahden edustuksen esittämiseksi.

Käyttötarkoitukset

RISC-V -arkkitehtuurin toteuttamiseen käytettävä ilmainen ohjelmisto määritellään 32, 64 ja 128 bittiä kokonaisluku
luvuista.
Universaalisesti yksilölliset tunnistimet (UUID) koostuvat 128-bittisestä arvosta.
IPv6 reitittää tietokoneverkkoliikenteen 128-bittisten osoitteiden välillä.
ZFS on 128-bittinen tiedostojärjestelmä.
GPU-sirut liikkuvat yleisesti 128-bittisellä väylällä. [2]https://www.pcper.com/reviews/Processors/Detailed-Look-Intels-New-Core-Architecture/Wide-Dyanamic-Execution-and-Media-Boos?destination=node%2F35118
128 bittiä on symmetristen salakirjojen yhteinen avainkoodi ja salauskoodien yhteinen lohkokoko salakirjoituksessa.

128-bittisiä prosessoreja voitaisiin käyttää suoraan jopa 2128 (yli 3,40 × 1038) tavua kohti, mikä ylittäisi huomattavasti maapallolle vuodelta 2010 tallennetut kokonaistiedot, joiden arvioidaan olevan noin 1,2 zettabyttia (1,42 × 1021 tavua) [3].
Neljänneksi tarkat (128-bittiset) liukulukuiset numerot voivat tallentaa 64-bittisiä kiinteän pisteen numeroita tai kokonaislukuja tarkasti menettämättä tarkkuuttaan.
AS / 400-virtuaalinen käskyjoukko määrittää kaikki osoittimet 128-bittiseksi. Tämä käännetään laitteiston todellista ohjeistusta varten, mikä mahdollistaa sen, että taustalla oleva laitteisto muuttuu tarvitsematta ohjelmoida uudelleen. Aiempi laitteisto oli 48-bittinen CISC, kun taas nykyinen laite on 64-bittinen PowerPC. Koska osoittimet määritellään 128-bittiseksi, tuleva laitteisto voi olla 128-bittinen ilman ohjelmistojen yhteensopimattomuutta.
Sanan koon kasvattaminen voi nopeuttaa useita tarkkuusmatemaattisia kirjastoja. Sovellukset sisältävät kryptografian ja mahdollisesti nopeuttavat monimutkaisessa matemaattisessa käsittelyssä käytettäviä algoritmeja (numeerinen analyysi, signaalinkäsittely, monimutkainen valokuvien muokkaus sekä äänen ja videon käsittely).
MD5-algoritmi on laajalti käytetty hash-funktio, joka tuottaa 128-bittisen hash-arvon.

Lähteet
Englanti: 128-bit (128-bittisyys)
From Wikipedia, the free encyclopedia
https://en.wikipedia.org/wiki/128-bit

Lisää 128-kuvia sekä tieteellinen esitelmä aiheesta:

A Detailed Look at Intel's New Core Architecturehttps://www.pcper.com/reviews/Processors/Detailed-Look-Intels-New-Core-Architecture/Wide-Dyanamic-Execution-and-Media-Boos?destination=node%2F35118

Will we ever have 128-bit processors?http://www.tomshardware.co.uk/answers/id-3379387/128-bit-processors.html