128 біт

128 біт ( англ. 128 bit ) В інформатики і комп'ютерній техніці використовується для позначення структур і типів даних, розмір яких в пам'яті комп'ютерів займає 128 біт, що дорівнює 16 байтам. Архітектури комп'ютерів, які базуються на регістрах, адресних шинах або шинах даних, розміри яких становлять 128 біт, називаються 128-бітними архітектурами (або 128-розрядними архітектурами).

На початок 2012 року не існує процесорів загального призначення, які здатні оперувати 128-бітними цілими числами ( англ. integer ) Або адресами, хоча деякі процесори можуть працювати з 128-бітними даними. Мейнфрейми IBM System/370 можуть розглядатися як перші "зародкові" 128-бітові комп'ютери, оскільки вони використовували 128-бітові регістри з плаваючою комою. Більш сучасні CPU отримали набір процесорних інструкцій SIMD ( SSE, AltiVec і т.д.), в яких використовувалися 128-бітові векторні регістри для збереження декількох чисел з меншою розрядністю (наприклад, чотири 32-бітних числа з плаваючою комою). Завдяки цьому одна процесорна інструкція може паралельно маніпулювати всіма цими значеннями. Таким чином, дані процесори - це 128-бітові процесори в тому сенсі, що вони мають 128-бітові регістри, але вони не роблять операції над окремими 128-бітними числами.


Використання

  • Найпоширеніший розмір ключа (en: Key size), використовуваного в симетричних криптосистемах в криптографії - 128 біт. Розмір GUID, UUID і IPv6 -адреси також становить 128 біт.
  • Число четверний точності з плаваючою комою, що має розмір 128 біт, при використанні 128-бітових процесорів може поміститися в один регістр.
  • Теоретичний максимум підтримуваного об'єму оперативної пам'яті поточними 64-бітними процесорами - 16 ексабайт. 128-бітові процесори долають цей поріг, максимальний об'єм пам'яті, яку вони здатні підтримувати - 340 282 366 920 938 463 463 374 607 431 768 211 456 байт, що приблизно дорівнює 340,3 ундецілліонам байт або 281 474 976 710 656 йобібайтам. В даний час досягти такої межі неможливо, так як даний обсяг набагато перевищує всю сукупність інформації на Землі (на 2009 рік весь обсяг збереженої людством інформації оцінюється в приблизно 500 ексабайт [1]).
  • Процесор Emotion Engine, який використовувався в ігрової консолі Sony PlayStation 2, рекламувався як перший в світі 128-бітний процесор. Однак, хоча він мав 128-бітові регістри SIMD, але при цьому залишався 32-бітовим процесором в традиційному сенсі, так як оперував лише 32-бітної адресацією пам'яті.
  • Віртуальний набір інструкцій AS/400 для IBM System i визначав всі покажчики як 128-бітові. Потім ці інструкції транслювалися в "реальні" апаратні інструкції. Ця особливість дозволяла використовувати програмне забезпечення на більш широкому діапазоні апаратного забезпечення без перекомпіляції.
  • Шини пам'яті графічних процесорів мають розрядність, рівну або навіть більшу, ніж 128 біт. Наприклад, Radeon HD 2000 мав 512-бітну (64 * 8) шину пам'яті, що зв'язує сам графічний процесор з графічною пам'яттю.
  • Внаслідок збільшення розрядності процесорів до 128 біт збільшиться розмір машинного слова, що дозволить підвищити точність і продуктивність процесорів в математичних операціях, особливо в криптографії.

Історія

128-бітний мульти компаратор вперше був описаний дослідниками в 1976 році. [2]

Центральний процесор з 128-бітними мультимедійними розширеннями був спроектований в 1999 році. [3]

Примітки

  1. "Internet data heads for 500bn gigabytes" - www.guardian.co.uk/business/2009/may/18/digital-content-expansion, The Guardian, 18 May 2009. Retrieved on 23 April 2010.
  2. IEEE Xplore - 128-bit multicomparator - ieeexplore.ieee.org / xpl / freeabs_all.jsp? arnumber = 1050799
  3. IEEE Xplore - A microprocessor with a 128-bit CPU, ten floating-point MAC's, four floating-point dividers, and an MPEG-2 decoder - ieeexplore.ieee.org / xpl / freeabs_all.jsp? arnumber = 799870
Перегляд цього шаблону Технології цифрових процесорів
Архітектура

CISC EDGE EPIC MISC URISC RISC VLIW ZISC Фон Неймана Гарвардська

8 біт 16 біт 32 біт 64 біт 128 біт
Паралелізм
Pipeline Конвеєр Позачергове і почергове виконання Перейменування регістрів Спекулятивне виконання
Рівні Біт Інструкцій Суперскалярної Даних Завдань
Потоки Багатопоточність Simultaneous multithreading Hyperthreading Superthreading Апаратна віртуалізація
Класифікація Флінна SISD SIMD MISD MIMD
Реалізації DSP GPU SoC PPU Векторний процесор Математичний співпроцесор Мікропроцесор Мікроконтролер
Компоненти Barrel shifter FPU BSB MMU TLB Регістровий файл control unit АЛУ Демультиплексор Мультиплексор Мікрокод Тактова частота Корпус Регістри Кеш ( Кеш процесора)
Управління харчуванням APM ACPI Clock gating Динамічна зміна частоти Динамічна зміна напруги