Bit slicing
بٹ سلائسنگ لفظ کی لمبائی بڑھانے کے مقصد سے چھوٹے بٹ چوڑائی کے پروسیسرز کے ماڈیولز سے پروسیسر بنانے کی ایک تکنیک ہے۔ نظریہ طور پر ایک من مانی این بٹ سنٹرل پروسیسنگ یونٹ (سی پی یو) بنانا۔ ان اجزاء کے ماڈیولز میں سے ہر ایک آپریڈ کے ایک بٹ فیلڈ یا "سلائس" پر کارروائی کرتا ہے۔ اس کے بعد گروپ شدہ پروسیسنگ اجزاء میں کسی دیئے گئے سافٹ ویئر ڈیزائن کے منتخب کردہ مکمل لفظ کی لمبائی پر کارروائی کرنے کی صلاحیت ہوگی۔ مائکرو پروسیسر کی آمد کی وجہ سے کم و بیش بٹ سلائسنگ ختم ہو گئی۔ حال ہی میں اسے کوانٹم کمپیوٹرز کے لیے ریاضی منطق یونٹس (اے ایل یو) میں اور سافٹ ویئر تکنیک کے طور پر استعمال کیا گیا ہے، مثال کے طور پر۔ x86 سی پی یو میں کرپٹوگرافی کے لیے۔ آپریشنل تفصیلات بٹ سلائس پروسیسرز (بی ایس پیز) میں عام طور پر 1 -، 2 -، 4 -، 8-یا 16-بٹ ریاضی منطق یونٹ (اے ایل یو) اور کنٹرول لائنیں شامل ہوتی ہیں (بشمول کیری یا اوور فلو سگنلز جو پروسیسر کے اندرونی ہوتے ہیں۔ مثال کے طور پر، دو 4 بٹ ALU چپس کو ساتھ ساتھ ترتیب دیا جا سکتا ہے، ان کے درمیان کنٹرول لائنوں کے ساتھ، 8 بٹ ALU بنانے کے لیے (نتیجہ دو کی طاقت کی ضرورت نہیں ہے، مثال کے طور پر۔ تین 1 بٹ یونٹ 3 بٹ ALU بنا سکتے ہیں، اس طرح 3 بٹ (یا n-بٹ) CPU، جبکہ 3 بٹ، یا زیادہ عجیب تعداد میں بٹس والا کوئی بھی CPU، حجم میں تیار اور فروخت نہیں کیا گیا ہے)۔ چار 4 بٹ ALU چپس کو 16 بٹ ALU بنانے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ 32 بٹ والا لفظ ALU بنانے میں آٹھ چپس لگیں گے۔ ڈیزائنر الفاظ کی لمبی لمبائی میں ہیرا پھیری کرنے کے لیے ضرورت کے مطابق زیادہ سے زیادہ سلائس شامل کر سکتا ہے۔ جزو اے ایل یو کے فنکشن کو منظم کرنے کے لیے ڈیٹا اور کنٹرول سگنلز فراہم کرنے کے لیے منطق کو انجام دینے کے لیے ایک مائیکروسیکوینسر یا کنٹرول روم کا استعمال کیا جائے گا۔ معروف بٹ سلائس مائکرو پروسیسرز: 2 بٹ سلائس: انٹیل 3000 فیملی (1974، اب بند کر دیا گیا ہے)، مثال کے طور پر۔ انٹیل 3001 کے ساتھ انٹیل 3002، سگنیٹکس اور انٹرسل سگنیٹکس 8X02 فیملی کے ذریعہ دوسرا ماخذ (1977، اب بند کر دیا گیا ہے) 4 بٹ سلائس: نیشنل آئی ایم پی فیملی، جس میں بنیادی طور پر آئی ایم پی-00A/520 آر اے ایل یو (جسے ایم ایم 5750 بھی کہا جاتا ہے) اور مختلف ماسکڈ روم مائیکرو کوڈ اور کنٹرول چپس (سی آر او ایم، جسے ایم ایم 5751 بھی کہا جاتا ہے) نیشنل جی پی سی/پی/آئی ایم پی-4 (1973)، راک ویل نیشنل آئی ایم پی-8 کے ذریعہ دوسرا ماخذ، آئی ایم پی چپ سیٹ پر مبنی 8 بٹ پروسیسر، دو آر اے ایل یو چپس اور ایک سی آر او ایم چپ نیشنل آئی ایم پی-16 کا استعمال کرتے ہوئے، آئی ایم پی چپ سیٹ پر مبنی 16 بٹ پروسیسر، مثال کے طور پر۔ آئی ایم پی 16 اے/521 ڈی اور آئی ایم پی 16 اے/522 ڈی کے ساتھ چار آر اے ایل یو چپس (اضافی اختیاری سی آر او ایم چپس انسٹرکشن سیٹ اضافی فراہم کر سکتی ہیں) اے ایم ڈی ایم 2900 فیملی (1975)، مثال کے طور پر۔ AM2901، AM2901A، AM2903 یک سنگی یادیں 5700/6700 خاندان (1974) مثلا۔ ایم ایم آئی 5701/ایم ایم آئی 6701، آئی ٹی ٹی سیمی کنڈکٹرز ٹیکساس انسٹرومینٹس ایس بی پی 0400 (1975) اور ایس بی پی 401 کے ذریعہ دوسرا ماخذ، 16 بٹس تک کاسکیڈیبل ٹیکساس انسٹرومینٹس ایس این 74181 (1970) ٹیکساس انسٹرومینٹس ایس این 74 ایس 281 کے ساتھ ایس این 74 ایس 282 ٹیکساس انسٹرومینٹس ایس این 74 ایس 481 کے ساتھ ایس این 74 ایس 482 (1976) فیئرچلڈ 33705 فیئرچلڈ 9400 (میکرولوجک)، 4700 موٹرولا ایم 10800 فیملی (1979)، مثال کے طور پر۔ ایم سی 10800 رے تھیون آر پی-16، ایک 16 بٹ پروسیسر جو سات انٹیگریٹڈ سرکٹس پر مشتمل ہے، جس میں چار آر اے ایل یو چپس اور تین سی آر او ایم چپس استعمال ہوتے ہیں۔ 8 بٹ سلائس: فور فیز سسٹمز AL1 (1969، جسے تجارتی پروڈکٹ میں استعمال ہونے والا پہلا مائکرو پروسیسر سمجھا جاتا ہے، اب بند کر دیا گیا ہے) ٹیکساس انسٹرومینٹس SN54AS888/SN74AS888 فیئرچلڈ 100K ZMD (1978/1981)، 32 بٹ 16 بٹ سلائس تک کاسکیڈیبل: AMD AM29100 فیملی خلاصہ 49C402 ZFT روبوٹرون/ZFTM ڈریسڈن (1979/1982)، غیر ریلیز شدہ تاریخی ضرورت بٹ سلائسنگ، اگرچہ اس وقت یہ نہیں کہا جاتا تھا، بڑے پیمانے پر انٹیگریٹڈ سرکٹس (LSI، جو آج کے VLSI، یا بہت بڑے پیمانے پر انٹیگریشن سرکٹس کا پیشرو ہے) سے پہلے کمپیوٹرز میں بھی استعمال ہوتا تھا۔ پہلی بٹ کٹی ہوئی مشین ای ڈی ایس اے سی 2 تھی، جسے یونیورسٹی آف کیمبرج میتھمیٹیکل لیبارٹری میں 1956-1958 میں بنایا گیا تھا۔ 1970 کی دہائی کے وسط اور 1980 کی دہائی کے آخر سے پہلے اس بات پر کچھ بحث ہوتی تھی کہ کسی دیئے گئے کمپیوٹر سسٹم کو کام کرنے کے لیے بس کی کتنی چوڑائی ضروری تھی۔ سلیکن چپ ٹیکنالوجی اور پرزے آج کے مقابلے میں بہت زیادہ مہنگے تھے۔ متعدد آسان، اور اس طرح کم مہنگے کا استعمال کرتے ہوئے، اے ایل یو کو لاگت سے موثر انداز میں کمپیوٹنگ کی طاقت کو بڑھانے کے ایک طریقے کے طور پر دیکھا گیا۔ جب کہ اس وقت 32 بٹ مائکرو پروسیسرز پر تبادلہ خیال کیا جا رہا تھا، کچھ پیداوار میں تھے۔ UNIVAC 1100 سیریز مین فریم (سب سے قدیم سیریز میں سے ایک، جو 1950 کی دہائی میں شروع ہوئی تھی) میں 36 بٹ فن تعمیر ہے، اور 1979 میں متعارف کرائے گئے 1100/60 میں جدید انٹیگریٹڈ سرکٹس کا استعمال کرتے ہوئے مطلوبہ لفظ کی چوڑائی کو نافذ کرنے کے لیے نو موٹرولا ایم سی 10800 4 بٹ ALU چپس کا استعمال کیا گیا۔ اس وقت 16 بٹ پروسیسرز عام لیکن مہنگے تھے، اور 8 بٹ پروسیسرز، جیسے Z80، نوزائیدہ ہوم کمپیوٹر مارکیٹ میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتے تھے۔ بٹ سلائس مصنوعات تیار کرنے کے لیے اجزاء کو یکجا کرنے سے انجینئروں اور طلباء کو زیادہ معقول قیمت پر زیادہ طاقتور اور پیچیدہ کمپیوٹر بنانے کا موقع ملا، جس میں آف دی شیلف اجزاء کا استعمال کیا گیا جو اپنی مرضی کے مطابق تشکیل کیے جا سکتے تھے۔ ایک نیا کمپیوٹر فن تعمیر بنانے کی پیچیدگیاں اس وقت بہت کم ہو گئیں جب ALU کی تفصیلات پہلے ہی متعین کر دی گئی تھیں (اور ڈیبگ کر دی گئی تھیں)۔ اہم فائدہ یہ تھا کہ بٹ سلائسنگ نے چھوٹے پروسیسرز میں بائی پولر ٹرانجسٹرز کا استعمال اقتصادی طور پر ممکن بنا دیا، جو این ایم او ایس یا سی ایم او ایس ٹرانجسٹرز سے کہیں زیادہ تیزی سے تبدیل ہوتے ہیں۔ اس نے بہت زیادہ گھڑی کی شرحوں کی اجازت دی، جہاں رفتار کی ضرورت تھی، مثال کے طور پر، ڈی ایس پی افعال یا میٹرکس کی تبدیلی کے لیے یا، جیسا کہ زیروکس آلٹو میں، لچک اور رفتار کا مجموعہ، اس سے پہلے کہ مجرد سی پی یو اسے فراہم کرنے کے قابل تھے۔ غیر بٹ سلائس ہارڈ ویئر پر جدید استعمال سافٹ ویئر کا استعمال حالیہ دنوں میں، میتھیو کوان نے بٹ سلائسنگ کی اصطلاح کو دوبارہ استعمال کیا تھا تاکہ سنگل انسٹرکشن ملٹی پل ڈیٹا (SIMD) آپریشنز انجام دینے کے لیے عمومی منطق ہدایات کا استعمال کرتے ہوئے متعدد متوازی سادہ ورچوئل مشینوں کو نافذ کرنے کے لیے عام مقصد والے CPU کا استعمال کرنے کی تکنیک کا حوالہ دیا جا سکے۔ اس تکنیک کو رجسٹر کے اندر SIMD (SWAR) بھی کہا جاتا ہے۔ یہ ابتدائی طور پر ایلی بہام کے 1997 کے مضمون اے فاسٹ نیو ڈی ای ایس امپلیمینٹیشن ان سافٹ ویئر کے حوالے سے تھا، جس نے اس طریقہ کار کو استعمال کرکے ڈی ای ایس کی کارکردگی میں نمایاں فوائد حاصل کیے۔ بٹ کٹے ہوئے کوانٹم کمپیوٹر سرکٹ کے ڈھانچے کو آسان بنانے اور کوانٹم کمپیوٹرز کی ہارڈ ویئر لاگت کو کم کرنے کے لیے (ایم آئی پی ایس 32 انسٹرکشن سیٹ کو چلانے کے لیے تجویز کردہ) ایک 50 گیگا ہرٹز سپر کنڈکٹنگ "32 بٹ ریپڈ سنگل فلکس کوانٹم مائکرو پروسیسرز کے لیے 4 بٹ بٹ سلائس ریاضی منطق یونٹ (اے ایل یو)" کا مظاہرہ کیا گیا۔ بٹ سیریل فن تعمیر کے حوالہ جات مزید پڑھیں بیرونی لنکس ایک بٹ سلائکنگ پرائمر جو ٹینی انکرپشن الگورتھم (ٹی ای اے)، ایک بلاک سائفر ڈیجیٹل الیکٹرانکس سنٹرل پروسیسنگ یونٹ یونیورسٹی آف کیمبرج کمپیوٹر لیبارٹری بٹ سلائس چپس کے تدریسی بٹس سلائڈ نفاذ کو پیش کرتے ہیں۔