Bit slicing
બિટ સ્લાઇસિંગ એ શબ્દની લંબાઈ વધારવાના હેતુથી નાના બીટ પહોળાઈના પ્રોસેસરોના મોડ્યુલોમાંથી પ્રોસેસર બનાવવા માટેની એક તકનીક છે; સિદ્ધાંતમાં મનસ્વી એન-બીટ સેન્ટ્રલ પ્રોસેસિંગ યુનિટ (સીપીયુ) બનાવવા માટે. આ દરેક ઘટક મોડ્યુલો ઓપરેન્ડના એક બીટ ક્ષેત્ર અથવા "સ્લાઇસ" પર પ્રક્રિયા કરે છે. જૂથબદ્ધ પ્રક્રિયા ઘટકોમાં પછી આપેલ સોફ્ટવેર ડિઝાઇનની પસંદ કરેલી સંપૂર્ણ શબ્દ-લંબાઈ પર પ્રક્રિયા કરવાની ક્ષમતા હશે. માઇક્રોપ્રોસેસરના આગમનને કારણે બીટ સ્લાઇસિંગ લગભગ સમાપ્ત થઈ ગયું. તાજેતરમાં તેનો ઉપયોગ ક્વોન્ટમ કમ્પ્યુટર્સ માટે અંકગણિત તર્ક એકમો (ALU) માં અને સોફ્ટવેર તકનીક તરીકે કરવામાં આવ્યો છે, દા. ત. x86 CPU માં ક્રિપ્ટોગ્રાફી માટે. ઓપરેશનલ વિગતો બિટ-સ્લાઇસ પ્રોસેસર્સ (બી. એસ. પી.) માં સામાન્ય રીતે 1-, 2-, 4-, 8-અથવા 16-બીટ અંકગણિત તર્ક એકમ (એ. એલ. યુ.) અને નિયંત્રણ રેખાઓ (કેરી અથવા ઓવરફ્લો સંકેતો સહિત કે જે બિન-બિટ-સ્લાઇસ સીપીયુ ડિઝાઇનમાં પ્રોસેસરના આંતરિક હોય છે) નો સમાવેશ થાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, 8-બીટ ALU બનાવવા માટે બે 4-બીટ ALU ચીપોને તેમની વચ્ચે નિયંત્રણ રેખાઓ સાથે ગોઠવી શકાય છે (પરિણામ બે ની શક્તિ હોવું જરૂરી નથી, દા. ત. ત્રણ 1-બીટ એકમો 3-બીટ એએલયુ બનાવી શકે છે, આમ 3-બીટ (અથવા એન-બીટ) સીપીયુ, જ્યારે 3-બીટ, અથવા વધુ વિચિત્ર સંખ્યામાં બિટ્સ ધરાવતા કોઈપણ સીપીયુ, વોલ્યુમમાં ઉત્પાદિત અને વેચવામાં આવ્યા નથી). 16-બીટ ALU બનાવવા માટે ચાર 4-બીટ ALU ચિપ્સનો ઉપયોગ કરી શકાય છે. 32-બીટ શબ્દ ALU બનાવવા માટે આઠ ચિપ્સ લાગશે. ડિઝાઇનર લાંબા શબ્દની લંબાઈને હેરફેર કરવા માટે જરૂરી તેટલા સ્લાઇસેસ ઉમેરી શકે છે. એ. એલ. યુ. ના ઘટકના કાર્યને નિયંત્રિત કરવા માટે ડેટા અને નિયંત્રણ સંકેતો પ્રદાન કરવા માટે તર્કને અમલમાં મૂકવા માટે માઇક્રોસીક્વેન્સર અથવા નિયંત્રણ રોમનો ઉપયોગ કરવામાં આવશે. જાણીતા બીટ-સ્લાઇસ માઇક્રોપ્રોસેસર્સઃ 2-બીટ સ્લાઇસઃ ઇન્ટેલ 3000 ફેમિલી (1974, હવે બંધ), દા. ત. ઇન્ટેલ 3001 સાથે ઇન્ટેલ 3002, સિગ્નેટિક્સ અને ઇન્ટર્સિલ સિગ્નેટિક્સ 8X02 પરિવાર દ્વારા બીજા સ્ત્રોત (1977, હવે બંધ) 4-બીટ સ્લાઇસઃ રાષ્ટ્રીય IMP પરિવાર, જેમાં મુખ્યત્વે IMP-00A/520 RALU (જેને MM5750 તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે) અને વિવિધ માસ્કેડ ROM માઇક્રોકોડ અને કંટ્રોલ ચિપ્સ (CROMs, જેને MM5751 તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે) રાષ્ટ્રીય GPC/P/IMP-4 (1973), રોકવેલ રાષ્ટ્રીય IMP-8 દ્વારા બીજા સ્ત્રોત, IMP ચિપસેટ પર આધારિત 8-બીટ પ્રોસેસર, બે RALU ચિપ્સ અને એક CROM ચિપ રાષ્ટ્રીય IMP-16, IMP ચિપસેટ પર આધારિત 16-બીટ પ્રોસેસર, દા. ત. દરેક IMP16A/521D અને IMP16A/522D CROM ચિપ્સ (વધારાની વૈકલ્પિક CROM ચિપ્સ સૂચના સમૂહ ઉમેરાઓ પ્રદાન કરી શકે છે) સાથે ચાર RALU ચિપ્સ AMD AM2900 કુટુંબ (1975), દા. ત. AM2901, AM2901A, AM2903 મોનોલિથિક મેમરીઝ 5700/6700 ફેમિલી (1974) દા. ત. એમએમઆઈ 5701/એમએમઆઈ 6701, આઇટીટી સેમિકન્ડક્ટર્સ ટેક્સાસ ઇન્સ્ટ્રુમેન્ટ્સ એસબીપી0400 (1975) અને એસબીપી0401 દ્વારા સેકન્ડ સોર્સ, 16 બિટ્સ સુધી કાસ્કેડેબલ ટેક્સાસ ઇન્સ્ટ્રુમેન્ટ્સ એસએન74એસ281 સાથે એસએન74એસ282 ટેક્સાસ ઇન્સ્ટ્રુમેન્ટ્સ એસએન74એસ481 સાથે એસએન74એસ482 (1976) ફેરચાઇલ્ડ 33705 ફેરચાઇલ્ડ 9400 (મેક્રોલોજિક), 4700 મોટોરોલા એમ10800 ફેમિલી (1979), દા. ત. એમસી10800 રેથિયોન આરપી-16, એક 16-બીટ પ્રોસેસર છે, જેમાં ચાર આરએએલયુ ચિપ્સ અને ત્રણ ક્રોમ ચિપ્સનો ઉપયોગ કરીને સાત સંકલિત સર્કિટનો સમાવેશ થાય છે. 8-બીટ સ્લાઇસઃ ફોર-ફેઝ સિસ્ટમ્સ AL1 (1969, વ્યાપારી ઉત્પાદનમાં વપરાતો પ્રથમ માઇક્રોપ્રોસેસર માનવામાં આવે છે, જે હવે બંધ કરવામાં આવ્યો છે) ટેક્સાસ ઇન્સ્ટ્રુમેન્ટ્સ SN54AS888/SN74AS888 ફેરચાઇલ્ડ 100K ZMD (1978/1981), 32 બીટ 16-બીટ સ્લાઇસ સુધી કાસ્કેડેબલઃ AMD AM29100 ફેમિલી સારાંશ 49C402 ZFT રોબોટ્રોન/ZFTM ડ્રેસ્ડેન (1979/1982), અપ્રકાશિત ઐતિહાસિક જરૂરિયાત બિટ સ્લાઇસિંગ, જોકે તે સમયે તે કહેવામાં આવતું ન હતું, મોટા પાયે સંકલિત સર્કિટ્સ (LSI, આજના VLSI, અથવા ખૂબ મોટા પાયે એકીકરણ સર્કિટ્સના પુરોગામી) પહેલાં કમ્પ્યુટરમાં પણ તેનો ઉપયોગ થતો હતો. પ્રથમ બીટ-સ્લાઇસ્ડ મશીન EDSAC 2 હતું, જે યુનિવર્સિટી ઓફ કેમ્બ્રિજ મેથેમેટિકલ લેબોરેટરીમાં 1956-1958 માં બનાવવામાં આવ્યું હતું. 1970 ના દાયકાના મધ્યભાગ અને 1980 ના દાયકાના અંત પહેલા, આપેલ કમ્પ્યુટર સિસ્ટમમાં તેને કાર્યરત કરવા માટે બસની પહોળાઈ કેટલી જરૂરી હતી તે અંગે થોડી ચર્ચા થઈ હતી. સિલિકોન ચિપ ટેકનોલોજી અને ભાગો આજની સરખામણીએ ઘણા મોંઘા હતા. બહુવિધ સરળ અને આમ ઓછા ખર્ચાળ ઉપયોગ કરીને, એ. એલ. યુ. ને ખર્ચ-અસરકારક રીતે કમ્પ્યુટિંગ શક્તિ વધારવાના માર્ગ તરીકે જોવામાં આવ્યું હતું. જ્યારે તે સમયે 32-બીટ માઇક્રોપ્રોસેસરોની ચર્ચા થઈ રહી હતી, ત્યારે થોડા જ ઉત્પાદનમાં હતા. UNIVAC 1100 શ્રેણીની મુખ્ય ફ્રેમ (1950ના દાયકામાં ઉદ્ભવેલી સૌથી જૂની શ્રેણીઓમાંની એક) 36-બીટ માળખું ધરાવે છે, અને 1979માં રજૂ કરાયેલ 1100/60 એ આધુનિક સંકલિત સર્કિટનો ઉપયોગ કરતી વખતે જરૂરી શબ્દ પહોળાઈને અમલમાં મૂકવા માટે નવ મોટોરોલા એમસી10800 4-બીટ એએલયુ ચિપ્સનો ઉપયોગ કર્યો હતો. તે સમયે 16-બીટ પ્રોસેસર્સ સામાન્ય પરંતુ ખર્ચાળ હતા, અને 8-બીટ પ્રોસેસર્સ, જેમ કે Z80, નો નવજાત હોમ-કમ્પ્યુટર બજારમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગ થતો હતો. બિટ-સ્લાઇસ ઉત્પાદનોનું ઉત્પાદન કરવા માટે ઘટકોનું સંયોજન ઇજનેરો અને વિદ્યાર્થીઓને વધુ વાજબી કિંમતે વધુ શક્તિશાળી અને જટિલ કમ્પ્યુટર્સ બનાવવાની મંજૂરી આપે છે, જેમાં કસ્ટમ-રૂપરેખાંકિત કરી શકાય તેવા ઓફ-ધ-શેલ્ફ ઘટકોનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. જ્યારે એ. એલ. યુ. ની વિગતો પહેલેથી જ સ્પષ્ટ કરવામાં આવી હતી (અને ડીબગ કરવામાં આવી હતી) ત્યારે નવી કોમ્પ્યુટર રચના બનાવવાની જટિલતાઓમાં ઘણો ઘટાડો થયો હતો. તેનો મુખ્ય ફાયદો એ હતો કે બીટ સ્લાઇસિંગથી નાના પ્રોસેસરોમાં બાયપોલર ટ્રાન્ઝિસ્ટરનો ઉપયોગ કરવો આર્થિક રીતે શક્ય બન્યું હતું, જે NMOS અથવા CMOS ટ્રાન્ઝિસ્ટર કરતાં વધુ ઝડપથી બદલાય છે. આનાથી ઘડિયાળના ઊંચા દરોને મંજૂરી મળી, જ્યાં ઝડપની જરૂર હતી, ઉદાહરણ તરીકે, DSP કાર્યો અથવા મેટ્રિક્સ પરિવર્તન માટે અથવા, ઝેરોક્સ અલ્ટોની જેમ, સ્વતંત્ર CPU તે પહોંચાડવામાં સક્ષમ હતા તે પહેલાં, લવચીકતા અને ગતિનું સંયોજન. આધુનિક ઉપયોગ બિન-બીટ-સ્લાઇસ હાર્ડવેર પર સોફ્ટવેરનો ઉપયોગ વધુ તાજેતરના સમયમાં, મેથ્યુ ક્વાન દ્વારા બીટ સ્લાઇસિંગ શબ્દનો ઉપયોગ સામાન્ય હેતુના CPUનો ઉપયોગ કરવાની તકનીકનો સંદર્ભ આપવા માટે કરવામાં આવ્યો હતો, જેમાં સિંગલ-ઇન્સ્ટ્રક્શન મલ્ટિપલ-ડેટા (SIMD) કામગીરીઓ કરવા માટે સામાન્ય તર્ક સૂચનાઓનો ઉપયોગ કરીને બહુવિધ સમાંતર સરળ વર્ચ્યુઅલ મશીનોનો અમલ કરવામાં આવ્યો હતો. આ તકનીકને SIMD ઈન એ રજિસ્ટર (SWAR) તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે. આ શરૂઆતમાં એલી બિહામના 1997 ના લેખ એ ફાસ્ટ ન્યૂ ડીઇએસ ઇમ્પ્લિમેન્ટેશન ઇન સોફ્ટવેરના સંદર્ભમાં હતું, જેણે આ પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરીને ડીઇએસની કામગીરીમાં નોંધપાત્ર લાભ મેળવ્યો હતો. બીટ-સ્લાઇસ્ડ ક્વોન્ટમ કમ્પ્યુટર્સ સર્કિટ માળખાને સરળ બનાવવા અને ક્વોન્ટમ કમ્પ્યુટર્સની હાર્ડવેર કિંમત ઘટાડવા માટે (એમ. આઈ. પી. એસ. 32 સૂચના સમૂહને ચલાવવા માટે પ્રસ્તાવિત) 50 ગીગાહર્ટ્ઝ સુપરકન્ડક્ટિંગ "32-બીટ ઝડપી સિંગલ-ફ્લક્સ-ક્વોન્ટમ માઇક્રોપ્રોસેસર્સ માટે 4-બીટ બીટ-સ્લાઇસ અંકગણિત તર્ક એકમ (એ. એલ. યુ.)" દર્શાવવામાં આવ્યું હતું. બીટ-સીરીયલ આર્કિટેક્ચર સંદર્ભો પણ જુઓ વધુ વાંચન બાહ્ય લિંક્સ બીટ-સ્લાઇસિંગ પ્રાઇમર ટિની એન્ક્રિપ્શન એલ્ગોરિધમ (ટીઇએ), એક બ્લોક સાઇફર ડિજિટલ ઇલેક્ટ્રોનિક્સ સેન્ટ્રલ પ્રોસેસિંગ યુનિટ યુનિવર્સિટી ઓફ કેમ્બ્રિજ કમ્પ્યુટર લેબોરેટરી બીટ-સ્લાઇસ ચિપ્સના શૈક્ષણિક બીટ-સ્લાઇસ્ડ અમલીકરણને પ્રસ્તુત કરે છે.