بیت برش

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
پرش به ناوبری پرش به جستجو

بیت برش (به انگلیسی: Bit Slicing) یک تکنیک برای ساخت پردازنده‌ها با استفاده از مولفه‌های کوچکتر بیت است. هر کدام از این مولفه‌ها یک بیت‌زمینه یا یک برش از عملوند است. گروهی از مولفه‌های پردازشی می‌توانند تمام طول کلمه‌ای را که برای برنامه خاصی طراحی شده است را پردازش کنند.

جزئیات عملیاتی[ویرایش]

بیت برش معمولاً شامل قسمتی به نام واحد منطق محاسباتی (ALU) است؛ و دارای ۱٬۲٬۴ یا ۸ خط کنترلی است. این شامل سیگنال‌های داخلی کری یا سربار پردازنده‌های بدون بیت برش است.

برای مثال دو تا تراشه چهاربیتی واحد کنترل می‌توانند در کنار هم یک واحد کنترل ۸ بیتی را ایجاد کنند. به همین صورت چهار تا تراشه چهار بیتی واحد منطق می‌تواند یک واحد ۱۶ بیتی بسازد؛ و هشت تا تراشه چهار بیتی می‌تواند یک واحد ۳۲ بیتی را بسازد. طراح می‌تواند با استفاده از این برش‌ها واحدهای منطقی بزرگتری ایجاد کند.

یک توالیگر میکرو یا کنترل رام برای اجرای منطق به منظور فراهم کردن داده و کنترل سیگنال‌ها استفاده می‌شود تا عملکرد مولفه‌های واحد منطق و حساب را تنظیم کند.

به عنوان مثال یک مولفه توالیگر برش بیت در خانواده اینتل ۳۰۰۰ قابل دیدن است. [نیازمند منبع][نیازمند منبع][نیازمند منبع][نیازمند منبع][نیازمند منبع]

ضرورت تاریخی[ویرایش]

بیت برش اگرچه در گذشته به این نام شناخته نمی‌شد. درگذشته از آی سی‌های با مقیاس بزرگ در کامپیوترها استفاده می‌شد. (پردازنده‌های امروزی با آی سی‌های با مقیاس بسیار بزرگ هستند). نخستین بیت برش با نام EDSAC 2 در دانشگاه کمبریج آزمایشگاه ریاضیات در سال ۱۹۵۶ ساخته شد.

[نیازمند منبع]

از اواسط دهه ۱۹۷۰ و اواخر دهه ۱۹۸۰ مسئله وجود داشت که چه مقدار پهنای باس برای کامپیوترها برای ساخت توابع لازم است. تکنولوژی تراشه‌های سیلیکون بسیار گران‌قیمت تر از امروزه بوده است. استفاده چندتایی، ساده‌تر، و ارزان‌تر واحدهای حساب و منطق باعث افزایش قدرت محاسباتی و مقرون به صرفه تر شدن شد. در حالی که معماری میکروپروسسورهای ۳۲ بیتی در همین زمان مورد بحث بود.

[توسط چه کسی؟][توسط چه کسی؟][نیازمند منبع]

مینفریم یونیوک ۱۱۰۰ دارای معماری ۳۶ بیتی بود. مدل ۱۱۰۰/۶۰ که در سال ۱۹۷۹ معرفی شد از نه تراشه موتورولا ۱۰۸۰۰ چهار بیتی استفاده کرد. تا پهنایی که مدارات مجتمع مدرن نیاز داشتند را اجرا کند.[۱]

در آن زمان پردازنده‌های ۱۶ بیتی متداول اما گران‌قیمت بودند. پردازنده‌های ۸ بیتی مانند z80 به صورت گسترده ای مورد استفاده قرار می‌گرفتند.

با ترکیب مولفه‌ها برای تولید محصولات برش بیت به مهندسان و دانشجویان اجازه داد تا بتوانند کامپیوترهای قدرتمند تر و پیچیده تری بسازند؛ که صرف هزینه معقولانه تری داشت. بااستفاده از مولفه‌های off-the-shelf توانستند که پیکربندی سفارشی را بسازند.

ترکیب قطعات برای تولید بیت تکه محصولات مجاز مهندسین و دانشجویان برای ایجاد قدرتمند تر و پیچیده رایانه در بیشتر هزینه معقول با استفاده از خارج از قفسه-قطعات است که می‌تواند سفارشی پیکربندی شده است. پیچیدگی ساخت معماری کامپیوتر‌های جدید به صورت چشم گیری کاهش پیدا کرد. زیرا جزئیات واحدهای حساب و منطق از قبل دیگر مشخص شده بود.

مزیت اصلی برش بیت این بود که از لحاظ اقتصادی باعث شد که بتوان پردازنده‌های کوچیکتری با استفاده از ترانزیستورهای دوقطبی ساخت؛ و همچنین تغییرات بسیار سریع تر از ترانزیستورهای CMOS یا NMOS بود؛ و همچنین اجازه می‌داد تا جایی که سرعت نیازمند است نرخ کلاک را بالاتر برد.

[نیازمند منبع][نیازمند منبع]

استفاده امروزی[ویرایش]

در دوران اخیر، واژه برش بیت به وسیله متی کوان ابداع شد؛ که از تکنیک‌های اهداف کلی سی پی یو استفاده می‌کند تا بتواند چندین ماشین مجازی ساده موازی شده را اجرا کند. این کار به وسیله دستورات منطقی کلی بر روی ماشین‌های مبتنی بر تکنولوژی SIMD انجام می‌گیرد. این تکنیک همچنین با نام SWAR شناخته می‌شود.

منابع[ویرایش]