256bitové výpočty - 256-bit computing
Bitové šířky počítačové architektury |
---|
Bit |
aplikace |
Binární přesnost s plovoucí desetinnou čárkou |
Desetinná přesnost s plovoucí desetinnou čárkou |
V počítačové architektuře jsou 256bitová celá čísla , paměťové adresy nebo jiné datové jednotky ty, které jsou široké 256 bitů (32 oktetů ). 256bitové architektury CPU a ALU jsou také ty, které jsou založeny na registrech , adresových sběrnicích nebo datových sběrnicích této velikosti.
V současné době neexistují žádné běžné univerzální procesory postavené tak, aby fungovaly na 256bitových celých číslech nebo adresách, ačkoli řada procesorů pracuje na 256bitových datech.
Reprezentace
256bitový registr může uložit 2 256 různých hodnot. Rozsah celočíselných hodnot, které lze uložit do 256 bitů, závisí na použité celočíselné reprezentaci .
Maximální hodnota bez znaménka, 256-bitové celé číslo se 2 256 - 1, psaný v desítkové soustavě jako 115,792,089,237,316,195,423,570,985,008,687,907,853,269,984,665,640,564,039,457,584,007,913,129,639,935.
256bitové procesory lze použít k přímému adresování až 2 256 bajtů. Již 2 128 ( 128bitových ) by od roku 2010 značně překročilo celkový počet dat uložených na Zemi, což bylo odhadováno na přibližně 1,2 zettabytů (přes 2 70 bajtů).
Hardware
CPU jsou vybaveny sadami instrukcí SIMD ( Advanced Vector Extensions a instrukční sada FMA atd.), Kde jsou použity 256bitové vektorové registry pro uložení několika menších čísel, například osmi 32bitových čísel s plovoucí desetinnou čárkou , a jedna instrukce může fungovat na všech tyto hodnoty paralelně. Tyto procesory však nepracují na jednotlivých číslech, která mají 256 binárních číslic, pouze jejich registry mají velikost 256 bitů. Binární číslice se nacházejí společně ve 128bitových kolekcích.
Moderní GPU čipy přenášet data přes 256-bitové paměťové sběrnice (nebo možná 512-bitová sběrnice s HBM3 ).
Efficeon procesor byl Transmeta je druhé generace 256-bitové VDSI design, který použit softwarový motor pro převod kódu napsaného na x86 procesory s nativní instrukční sady čipu.
DARPA financoval datově náročných Architecture (DIVA) systém začleněn procesor-in-memory (PIM) 5-stupňové pipeline 256bitové DataPath, doplněný registru soubor a ALU bloků procesoru "WideWord" v roce 2002.
Software
- 256 bitů je běžná velikost klíče pro symetrické šifry v kryptografii , jako je Advanced Encryption Standard .
- Zvětšení velikosti slova může urychlit více přesných matematických knihoven. Mezi aplikace patří kryptografie .
- Vědci z University of Cambridge používají ve svém systému schopností CHERI 256bitový ukazatel schopností, který obsahuje informace o schopnostech a adresách.
- SHA-256 hashovací funkce.
- Inteligentní smlouvy používají 256 nebo 257bitová celá čísla; 256bitová slova pro virtuální stroj Ethereum . "Uvědomujeme si, že 257bitový bajt je docela neobvyklý, ale pro inteligentní smlouvy je v pořádku mít alespoň 256bitová čísla. Vedoucí virtuální počítač pro inteligentní smlouvy, Ethereum VM, zavedl tuto praxi a následovaly další blockchainové virtuální počítače."