Ternäre und quinäre Variante
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Hallo alle zusammen,
Wie alle von uns wahrscheinlich schon wissen, arbeiten moderne Prozessoren und Speichersysteme mithilfe des binären (0,1) mathematischen Zahlensystems, sie verwenden dabei die 1 (Signal) und die 0 (kein Signal), ein Bit ist also entweder "voll" oder "leer".
Nun stelle ich mir aber die Frage:
Mal angenommen die Computerhardware wäre in der Lage, mit dem ternären (0,1,2) oder gar quinären (0,1,2,3) Zahlensystem zu arbeiten, welche Auswirkungen könnte dies auf die Computersysteme und auf die darauf laufende Software haben?
Theoretisch wäre der Bit fähig, größere / mehr Werte zu speichern als der heutige, bei gleichen Lese- und Schreibzeiten (weil eben immer noch 1 Bit) oder irre ich mich? Außerdem könnte der Prozessor ein breiteres Datenspektrum in einem Takt verarbeiten, als heute, oder etwa nicht?
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Wieso ist eine Operation mit einem dreiwertigen Bit unbedingt gleichschnell wie eine mit einem zweiwertigen Bit? Das wäre technisch schließlich viel anspruchsvoller (und einer der Gründe, warum man das nicht macht. Schließlich ist es nicht so, dass es unmöglich wäre. Google mal "Setun").
Ansonsten würde sich nicht viel ändern, da die Bits wirklich nur auf allerunterster Ebene der Hardware eine Bedeutung haben, wie genau die Leitungen liegen und wie genau die Rechengatter gebaut sind. Alles darüber arbeitet nur noch mit größeren Einheiten wie dem Byte (welches definiert ist als die kleinste Einheit, mit der die Hardware von außen gesehen arbeiten kann).
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SeppJ schrieb:
Wieso ist eine Operation mit einem dreiwertigen Bit unbedingt gleichschnell wie eine mit einem zweiwertigen Bit? Das wäre technisch schließlich viel anspruchsvoller (und einer der Gründe, warum man das nicht macht. Schließlich ist es nicht so, dass es unmöglich wäre. Google mal "Setun").
Ansonsten würde sich nicht viel ändern, da die Bits wirklich nur auf allerunterster Ebene der Hardware eine Bedeutung haben, wie genau die Leitungen liegen und wie genau die Rechengatter gebaut sind. Alles darüber arbeitet nur noch mit größeren Einheiten wie dem Byte (welches definiert ist als die kleinste Einheit, mit der die Hardware von außen gesehen arbeiten kann).
Stimmt, ist anspruchsvoller als eine digitale binäre Verarbeitung, aber wie gesagt.. mal angenommen die Hardwarearchitektur "würde" es erlauben..
Nicht viel ändern?! Die Kombinationmöglichkeiten im Quinären (0,1,2,3,4) zwischen 8 bits (1 Byte) wären enorm höher als die im binären, was am Ende theoretisch einen größeren Speicher bewirkt, oder irre ich mich da?
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Stimmt, ist anspruchsvoller als eine digitale binäre Verarbeitung, aber wie gesagt.. mal angenommen die Hardwarearchitektur "würde" es erlauben.
Und gerade die HW-Seite macht mir hier Gedanken.
Störfestigkeit eines ternären Bits, Implementierung Gattern, ...
Aus Sicht des Benutzers dürfte sich relativ wenig ändern, da das Ganze nur auf der untersten HW-Schienen abläuft. Ich schätze das im Groben und Ganzen eine solche Umstellung wie der Wechsel von 32 Bit auf 64 Bit Prozessoren von statten gehen würde. Letzendlich ist das Ausführen eines Programms aus mathematischer Sicht die Wandlung eines Programms in eine Reihe von binären Steuersignalen und deren Ausführung durch die Elektronik. Bei ternären, quinär Bits würde halt eine Wandlung in ternären, quinäre Steuersignale erfolgen.
Auf Prozessorebene würde man durch ternären, quinär Bits einige Leitungen sparen, was man aber mit einer kompilzierteren Logik erkaufen würde. Aus einem 32 Bit Prozessor würde ein 8 quinär Bit Prozessor werden.
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RussianTux schrieb:
Nicht viel ändern?! Die Kombinationmöglichkeiten im Quinären (0,1,2,3,4) zwischen 8 bits (1 Byte) wären enorm höher als die im binären, was am Ende theoretisch einen größeren Speicher bewirkt, oder irre ich mich da?
Ja. Und wo würde das was ändern? Selbst ein älterer Binärrechner kann 1 TiB adressieren. Wenn du mehr brauchst, ist ist durch nur kleine technische Änderungen 16 EiB drin (Ei = Exbi = 2^60). Wo wäre der Fortschritt, wenn dein 64 Ternärbitrechner 3 Billionen mal mehr adressieren kann? Vollkommen irrelevant!
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Kürzere Programme -> niedriger Takt -> weniger Hitze -> keine Ausfälle ->
längere Haltbarkeit -> weniger Energieverbrauch !!!
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RussianTux schrieb:
SeppJ schrieb:
Wieso ist eine Operation mit einem dreiwertigen Bit unbedingt gleichschnell wie eine mit einem zweiwertigen Bit? Das wäre technisch schließlich viel anspruchsvoller (und einer der Gründe, warum man das nicht macht. Schließlich ist es nicht so, dass es unmöglich wäre. Google mal "Setun").
Ansonsten würde sich nicht viel ändern, da die Bits wirklich nur auf allerunterster Ebene der Hardware eine Bedeutung haben, wie genau die Leitungen liegen und wie genau die Rechengatter gebaut sind. Alles darüber arbeitet nur noch mit größeren Einheiten wie dem Byte (welches definiert ist als die kleinste Einheit, mit der die Hardware von außen gesehen arbeiten kann).
Stimmt, ist anspruchsvoller als eine digitale binäre Verarbeitung, aber wie gesagt.. mal angenommen die Hardwarearchitektur "würde" es erlauben..
Nicht viel ändern?! Die Kombinationmöglichkeiten im Quinären (0,1,2,3,4) zwischen 8 bits (1 Byte) wären enorm höher als die im binären, was am Ende theoretisch einen größeren Speicher bewirkt, oder irre ich mich da?
Stell dir mal nen extremfall vor. Angenommen wir hätten bits, die sogar 256 zustände darstellen könnten. Nennen wir diese "superbits" doch einfach mal "bytes". Was denkst du was damit möglich wäre was wir derzeit nicht können, wenn uns diese hypotetischen "bytes" zur verfügung stünden?
