Miért nem tudunk 256 / 512 / 1024 / akármennyi bites számítógépeket építeni?

Tudnának. Csak semmi értelme. Az, hogy 64 bites a számítógép, nagyjából annyit jelent, hogy 64 bites az ALU, a regiszterek meg a buszok. Ha ez szélesebb lenne, attól csak akkor lenne gyorsabb a számítógép, ha ennél nagyobb pontosságra lenne szüksége. Lehet, hogy a Pi-t pont gyorsabban számolná, de nem sok helyen van 64 bitnél nagyobb pontosságra szükség. Mellesleg ha a nagy pontosság a fontos, elég az ALU-t bővíteni, attól az architektúra bőven maradhat 64 bites. A melegedéshez meg pláne semmi köze.

(Mellesleg a modern x86-os procikban is vannak 256, néha 512 bites regiszterek és ALU-k, csak ezek SIMD számításokra vannak, az tényleg sokmindent tud gyorsítani.)

A processzorok pedig azért akkorák, amekkorák, mert nem nagyon tudnak nagyobb chipet gyártani. A levilágításnál van egy maximális méret, amire a gépek képesek. Plusz minél nagyobb egy chip, annál több hiba lesz benne, annál több a selejt. A gyártást pedig a gazdaságosság vezérli (kivéve az IMB POWER chipjei, na azok akkorák, amekkorát tudnak gyártani).

És a nagyobb chipeknél különböző egyéb problémák is előjönnek, többek között a tápfeszültség eljuttatása, az órajel szinkronizálása, és a hosszú utak miatti késleltetések.

Beírtam google-be, első amit kidobott:

CPUs that process 128 bits as a single unit, compared to 8, 16, 32 or 64 bits. As of 2022, there are no 128-bit computers on the market. A 128-bit processor may never occur because there is no practical reason for doubling the basic register size.

One of the reasons for migrating from 32-bit to 64-bit computers was memory (RAM) addressing; however, for all practical purposes, there was only a need for a few more bits beyond 32 (see binary values). Using all bits in a 64-bit register could theoretically manage 18 quintillion bytes of RAM.

128-Bits Do Exist for Other Purposes

The graphics and floating point circuits in today's 32-bit and 64-bit computers are 128 bits and more (see SSE). Computers also operate on multiple sets of data simultaneously that are stored in vector registers 128, 256 and 512 bits in length. In addition, 128 and 256 bits are commonly used for encryption keys (see secret-key cryptography). See 128-bit graphics accelerator, 8-bit computing, 16-bit computing, 32-bit computing, 64-bit computing and bit specifications.

Amire apellálsz az hülyeség , már ne haragudj meg.

A space grade minősítésű hardverek leragadtak a Pentium II teljesítményén és az összes űreszköz tökéletesen működik velük.

A normál használatnál pessi előnye nincs a rakjunk össze minnél nagyobbat elvenek, mert ha borul akkor mindent visz.

Anno az amcsik megépítették a DD40X nevű brutálnagy dízelmozdonyt, ami simán kiváltott kettő darab klasszik dízelmozdonyt így egy tehervonat élére elég lett volna 2 mozdony a 4 helyett. Tudod miért lett csőd?

Ha a két mozdonyból 1 megdöglik akkor a vonat mozgásképtelen lesz. Ha a 4 mozdonyból 1 megdöglik akkor a maradék háromnak még mindig van annyi vonóereje, hogy alacsonyabb sebességgel gond nélkül továbbítsa a vonatot. Technikailag jobb az első megoldás, a való élet meg a másodikat igazolta.

Semmi értelme brutál nagy processzorokat összerakni, mert a monolitikus felépítésű processzorok méretét sem tudod a végtelenségig fokozni, előbb utóbb technológiai korlátokba ütközöl amiknek teljesítményvesztés a vége. Nagyjából ezért áll át a két nagy kommersz gyártó a "chiplet" technológiára, ahol egy processzorba gyakorlatilag több kisebb processzort tokoznak egybe. Technológiailag egyszerűbb több kisebb processzort legyártani, olcsóbb, kisebb a selejtarány és tetszőlegesen legózható. Ha valami hiba miatt egy waferen megsérül egy egész sor akkor azokat leírják selejtnek a többi gond nélkül felhasználható. Ha egy waferre csak egy processzor férne rá akkor egy gyártási hiba miatt kuka lenne az egész, baromi költséges lenne a gyártás és mi lenne az előnye? semmi... :D

Most sincsenek a méretek korlátozva. A személyi számítógépeknél kialakult egy praktikus méret, maradnak azon belül ( az apple pl most a legújabb M1-gyel ezt brutálisan felülőtte, az valami négyszer akkora mint egy normál processzor ). A szerverekben eddig is a klasszikusnál jóval nagyobb processzorok dolgoztak és ott a villanymozdonyos példához hasonlóan a redundanciának nagyobb a gyakorlati jelentőssége, mint az egységnyi teljesítménynek.

A jelenlegi gyártástechnológiai mellett csak hátrányai lennének a processzorok méretének növelésének.

"egy proci miért is nem lehetne akkora mint a f-am?"

Szerintem egy Epyc már most is szélesebb, de még egy régebbi Xeon is xD

"Én informatikus vagyok"

Az. Én meg angol tolmács, és mindjárt megkérdezem, hogy mi a névelő az angol nyelvben?

"Bár nem értek a technikához."

Most akkor informatikus vagy, vagy sem?

"Valahol tudom, ennek a proceszorok teherbírása / melegedése az oka."

Nem.

"De ha processzorok méretét nem korlátoznánk???"

Ha nagyanyámnak kukija lenne, ő lenne a nagyapám.

"Miért ne lehetne egy processzor akár alaplap méretű? Ha egyszer az a legfontosabb?"

Nah...

A kavntum- és atomfizikai problémákba már nem is akarok belemenni, mondjunk csak annyit, hogy a méreteket a természeti törvények elég szűk keretek közé szabják. Már persze, ha értelmes teljesítményt akarunk elérni.

Egy mai processzor átlagos teljesítményfelvétele 65-85 watt körül van. (Oké, vannak kisebbek, meg nagyobbak is, de most maradjunk a nagy átlagnál.) Ha tízszer ekkora lenne a proci, akkor az 750 wattot fogyasztana. Ez hatalmas hőtermeléssel járna (gyakorlatilag fűtőtestként használhatnád), emellett nem is lenne gazdaságos egy ekkora fogyasztót működtetni. Nyugodtan számold ki, hogy mennyivel dobná meg a villanyszámlát. És ez csak a 10-szeres méret, egy alaplap területére ennél több elfér.

A másik korlát szintén fizikai okokkal magyarázható: a processzorban nagyon kis áram folyik, az ellenállás pedig túl nagy lenne egy ekkora monstrumnál, emellett pedig annyi parazitajelet összeszedne, hogy vagy egyáltalán nem működne, vagy rémesen instabil lenne.

A harmadik ok: mit is implementálnának akkora területen? 1024 procimagot például? Egy szint felett a magok számának növelése már csak elenyésző teljesítménynövekedést eredményez. Nem szokott egyszerre 1024 folyamat ténylegesen futni (lehet ennyi egy számítógépben, de annak a 90-99%-a általában csak "alszik"), akkor meg felesleges. Ha nekem összesen van 25 aktív szálam, ami ténylegesen fut, és dolgozik, akkor már a 32 mag is kihasználatlan lenne.

A számítási kapacitás meg nem úgy működik, hogy "csináljunk nagyobbat, az gyorsabb lesz".

Meg praktikus okai is vannak: ha csak a proci lenne akkora, mint az alaplap, akkor mekkora monstrum lenne maga a gép? Oké, '70-ben még elment, hogy a gépet szekrénnyel egyűtt árulják, és ezzel együtt egy vagyonba került. De most már reális igénye a felhasználónak, hogy egy gép férjen el viszonylag kis helyen. Nem életszerű, hogy egy asztal nagyságú területet lefedjen.

Ami az adatbuszszélességét illeti (pongyolábban: a bitszámot), a 64 bőven elegendő. A teljesítményt nem növelné drasztikusan ennek a növelése, ellenben a proci felépítését bonyolultabbá tenné.

Ami a címbusz szélességét illeti, azért vagyunk 64-nél, mert nincs reális indok arra, hogy ezt növeljék. A címbusz szélessége egyetlen dolgot határoz meg: az egyszerre megcímezhető memória mennyiségét. Ez 32 biten (minden egyéb trükközés nélkül) 4 GB. 64 biten elméletileg 16 exabájt (kb. 16 milliárd gigabájt) memóriacellát tudnak megcímezni. Igaz, itt van egy kis trükk, mert fizikailag "csak" 48 címvezeték van felhasználva, amivel 256 terabájtot lehet megcímezni, de ez bőven elég lesz még egy ideig, ha pedig nem, akkor igazi architekturális változtatás nélkül megoldható a további memóriahasználat: egyszerűen kivezetik többi címvezetéket is. Egyelőre a komolyabb PC-k 32, vagy 64 GB memóriával érkeznek, talán az évtized végére fogják elérni, vagy megközelíteni az 1 TB-ot. Hol van ettől még a 256 TB? És a 16 eB? Tök felesleges lenne.

Ellenben: ha sok a buszok bitszáma, akkor az jócskán megbonyolítja a processzor felépítését, ezáltal pedig a gyártását. Egy 1025 bites processzorból 1024 címvezeték vezetne ki, abból kb. 36 lenne kihasználva.

"Ennél azért sokkal többet. Pl. a processzor számítási képességeit."

Köze nincs hozzá.

A címbusz bitszáma a megcímezhető memória nagyságát adja meg, az adatbusz nagysága pedig a fő regiszterek méretét, illetve az egy menetben olvasható, illetve írható bitek számát adja meg. Ez memóriaműveleteknél tud gyorsítani a feldolgozáson, de a processzor számítási sebességéhez annyira van köze, mint Schmidt Pálnak a magyar nyelvtanhoz.

"Csak képzeld el: egy 8 bites számítógép versus 64 bites mennyi idő alatt adná meg pl. a PI értékét"

Milyen architektúrájú, és milyen órajelű processzorokról beszélünk? Azért megnézném, hogy egy IBM 7030-as (64 bit), vagy egy Commodore 128-as (8 bit) nyerne-e egy teljesítményversenyben. (Elárulom: utóbbi.)

A bitszám nem minden. Sőt, még az órajel sem. Csak olyan procikat/számítógépeket érdemes összehasonlítani, amik alapvetően hasonlóak, és csak 1-2 dologban térnek el. Egy ARM procit is hülyeség egy x86-ossal a számadatait tekintve összehasonlítani, mert két tök más architektúra.

"Akkor mi van akkor, amikor élőben kell egy műhold pályályát módosítani?"

Ez tényleg egy valószerű feladat. Úgy elképzelem, hogy te ülsz a géped előtt, éppen a fél billentyűzetet szétverted, amikor kikaptál CS:GO-ban, majd hirtelen rájöttél, hogy hoppá, egy műhold pályáját módosítani kéne.

Igen. Életszerű. :D Én meg a CASIO zsebszámológépemmel szoktam irányítani a Voyagert.

"nem a tárterület érdekel, amit megcímezhetek, hanem a sebesség. Erről beszéltem, erről beszélek."

Oké, akkor most vedd be a nyugtatódat.

"Amikor 5 ezer billiós prociról beszélek"

Hogy miről?

Oké, felesleges tovább vitázni. Te nem informatikus vagy, de még az informatikai alapjaid is hiányoznak, a természettudományos műveltséged hitvány szintjéről nem is beszélve.

Azt sem tudod, miről beszélsz, de próbálod erőltetni a baromságaidat.

Szállj ki, ameddig még tudsz nagyjából méltósággal távozni! Bár az eddigiek után ez már nehéz lesz.

"Bocsánat! 12/14-et még el kell olvasnom..."

Hajrá.

Sikerült?