256-Bit-Computing - 256-bit computing
Bitbreiten der Computerarchitektur |
---|
Bit |
Anwendung |
Binäre Gleitkommazahl Präzision |
Dezimalgleitkomma- Präzisions |
In der Computerarchitektur sind 256-Bit- Ganzzahlen , Speicheradressen oder andere Dateneinheiten diejenigen, die 256 Bit (32 Oktette ) breit sind. Außerdem basieren 256-Bit- CPU- und ALU- Architekturen auf Registern , Adressbussen oder Datenbussen dieser Größe.
Es liegt noch kein Mainstream - Allzweck- Prozessoren gebaut auf 256-Bit - Integer oder Adressen zu arbeiten, obwohl eine Reihe von Prozessoren auf 256-Bit - Daten operieren.
Darstellung
Ein 256-Bit-Register kann 2 256 verschiedene Werte speichern . Der Bereich der Integer- Werte, der in 256 Bit gespeichert werden kann, hängt von der verwendeten Integer-Darstellung ab .
Der Höchstwert einer vorzeichenlosen 256-Bit-Ganzzahl ist 2 256 − 1, dezimal geschrieben als 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 oder ungefähr als 1.1579 x 10 77 .
256-Bit-Prozessoren könnten verwendet werden, um bis zu 2 256 Bytes direkt zu adressieren . Bereits 2 128 ( 128 Bit ) würden die Gesamtdatenmenge, die ab 2010 auf der Erde gespeichert wurde, die auf etwa 1,2 Zettabyte (über 2 70 Bytes) geschätzt wird, weit übersteigen .
Hardware
CPUs Merkmal SIMD - Befehlssätze ( Advanced Vector Extensions und der FMA - Befehlssatz etc.) in dem 256-Bit - Vektorregister verwendet werden mehrere kleineren Zahlen zu speichern, wie beispielsweise acht 32-Bit - Floating-Point - Zahlen, und eine einzige Anweisung kann auf alle bedienen diese Werte parallel. Diese Prozessoren arbeiten jedoch nicht mit einzelnen Zahlen mit einer Länge von 256 Binärziffern, sondern nur ihre Register haben eine Größe von 256 Bit. Binärziffern werden zusammen in 128-Bit- Sammlungen gefunden.
Moderne GPU- Chips bewegen Daten über einen 256-Bit-Speicherbus (oder möglicherweise einen 512-Bit- Bus mit HBM3 ).
Der Efficeon- Prozessor war Transmetas 256-Bit- VLIW- Design der zweiten Generation, das eine Software-Engine verwendet, um Code, der für x86- Prozessoren geschrieben wurde, in den nativen Befehlssatz des Chips zu konvertieren .
Das von der DARPA finanzierte Data-Intensive Architecture (DIVA)-System enthielt einen Prozessor-in-Memory (PIM) 5-stufigen Pipeline- 256-Bit-Datenpfad, komplett mit Registerdatei und ALU-Blöcken in einem "WideWord" -Prozessor im Jahr 2002.
Software
- 256 Bit sind eine gängige Schlüsselgröße für symmetrische Verschlüsselungen in der Kryptographie , wie z. B. Advanced Encryption Standard .
- Die Erhöhung der Wortgröße kann mathematische Bibliotheken mit mehreren Genauigkeiten beschleunigen . Zu den Anwendungen gehört die Kryptographie .
- Forscher der Universität Cambridge verwenden einen 256-Bit-Fähigkeitszeiger, der Fähigkeits- und Adressierungsinformationen enthält, in ihrem CHERI-Fähigkeitssystem.
- SHA-256 Hash-Funktion.
- Smart Contracts verwenden 256- oder 257-Bit-Ganzzahlen; 256-Bit-Wörter für die Ethereum Virtual Machine . „Wir wissen, dass ein 257-Bit-Byte ziemlich ungewöhnlich ist, aber für Smart Contracts ist es in Ordnung, mindestens 256-Bit-Zahlen zu haben. Die führende VM für Smart Contracts, Ethereum VM, führte diese Praxis ein und andere Blockchain-VMs folgten.“