Även om 128-bitars arkitekturer inte är mainstream i allmänna datorer idag, är det fortfarande värdefullt att förstå deras teoretiska fördelar. Här är en uppdelning:
teoretiska fördelar (i samband med framtida hypotetiska tillämpningar):
* mycket ökat adresserbart minnesutrymme: Detta är den viktigaste fördelen. En 128-bitars arkitektur tillåter adressering av 2
128
byte (ungefär 3,4 x 10
38
byte) av minne. Detta är astronomiskt större än 2
64
Byte (16 exabyte) adresserbara av 64-bitars arkitekturer. Föreställ dig detta när det gäller att lagra data:
* Detta skulle göra det möjligt för hela digitala biblioteket för mänsklighet, inklusive bilder, videor och kod, att vara bosatta direkt i RAM.
* Det skulle möjliggöra simuleringar av enastående skala och komplexitet, som hela universum eller komplexa biologiska system på atomnivå.
* Det skulle göra det möjligt för framtida AI -modeller med massiva datasätt att fungera direkt i minnet, avsevärt påskynda träning och slutsatser.
* Större dataregister och ordstorlek: En 128-bitars ordstorlek gör det möjligt för processorn att manipulera större databitar i en enda operation. Detta * kan * leda till:
* Förbättrad prestanda: Operationer som kräver att manipulera stort antal eller komplexa datastrukturer skulle bli snabbare, eftersom färre verksamheter krävs för att bearbeta dem.
* Förenklad programmering: Att arbeta med stora datasätt och komplexa algoritmer blir enklare eftersom mer data kan hanteras direkt utan komplex minneshantering.
* Förbättrad precision: För applikationer som kräver hög precision, som vetenskapliga simuleringar, finansiell modellering och kryptografi, erbjuder en 128-bitars representation större noggrannhet och minskar risken för avrundningsfel.
* Förbättrad säkerhet: Större nyckelstorlekar blir genomförbara med 128-bitars arkitekturer, vilket leder till starkare krypteringsalgoritmer och mer robusta säkerhetsåtgärder. Brute-force-attacker skulle bli ännu mer beräkningsmässigt dyra, vilket gör dem opraktiska.
* hantering av komplexa datastrukturer mer effektivt: Vissa datastrukturer, som stora matriser och tensorer som används i AI och vetenskaplig datoranvändning, kan behandlas mer effektivt när de kan representeras och manipuleras direkt med större register.
Varför använder vi inte 128-bitars arkitekturer *nu *? Nackdelarna och praktiska överväganden:
* Betydande programvara omskrivning: Att flytta till en 128-bitars arkitektur skulle kräva betydande omskrivning av operativsystem, kompilatorer och applikationer. Detta är en monumental uppgift. Befintlig 64-bitars programvara skulle behöva anpassas för att dra nytta av den nya arkitekturen. Denna ansträngning skulle vara en enorm investering och en stor kompatibilitetsutmaning.
* ökade minneskraven: Även om det adresserbara utrymmet är stort, innebär det också att enkla datatyper som heltal och pekare skulle kräva två gånger minnet om deras 64-bitars motsvarigheter. Detta ökar minneskonsumtionen och kan leda till prestanda omkostnader om den inte noggrant hanteras.
* Hårdvarukomplexitet och kostnad: Att designa och tillverka 128-bitars processorer och tillhörande hårdvara är mer komplex och dyr än 64-bitars system. Den ökade komplexiteten kan leda till högre kraftförbrukning och värmeproduktion.
* minskande avkastning för många applikationer: För de flesta vardagliga uppgifter som att surfa på webben, ordbehandling och titta på videor skulle fördelarna med en 128-bitars arkitektur vara minimal. Kostnaden och komplexiteten skulle inte motivera de marginella prestationsvinsten. 64-bitars arkitekturer är redan mer än tillräckliga för dessa uppgifter.
* Brist på omedelbart behov: Den primära drivkraften för större adressutrymmen är minne. Medan minneskraven växer är nuvarande 64-bitarsystem med terabyte RAM fortfarande tillräckliga för de flesta applikationer. Behovet av det stora adressutrymmet för ett 128-bitars system har ännu inte blivit kritiskt.
* Instruktionsset Architecture (ISA) Komplexitet: Att definiera och implementera en ny instruktionsuppsättning för en 128-bitars arkitektur är ett komplext företag. Det kräver noggrann övervägande av instruktionskodning, adresseringslägen och kompatibilitet med befintlig programvara.
Sammanfattningsvis:
128-bitars arkitekturer erbjuder betydande * teoretiska * fördelar när det gäller minnesadressering, precision och säkerhet. De praktiska utmaningarna med att migrera till en sådan arkitektur, inklusive programvara omskrivningar, ökade minneskrav, hårdvarukomplexitet och bristen på omedelbart behov, är betydande. Vi kan så småningom flytta till 128-bitars arkitekturer när våra behov utvecklas, särskilt inom områden som AI, vetenskaplig datoranvändning och storskaliga simuleringar. Men för tillfället förblir 64-bitars arkitekturer det dominerande och praktiska valet.
