از اولین روزهای اختراع کامپیوتر، دانشمندان و مهندسان در تلاش برای ساخت ماشین‌هایی ارزان‌تر و کوچک‌تر نسبت به نسل قبلی بودند. حالا جیمز نیومن از دانشگه کمبریج خلاف این روند کار کرده و یک Megaprocessor ساخته که یک پردازنده‌ی کاملا عملیاتی ساخته شده در مقیاس انسان است.
در این پردازنده LEDهایی برای نشان دادن هر مرحله از فرایند پردازش و حرکت داده‌ها بین مدارها قرار داده شده است.
مگاپروسسور یک پردازنده‌ی طراحی شده با چهار رجیستر (ثبات) همه‌منظوره، یک شمارنده برنامه، یک ثبات وضعیت پردازنده و یک اشاره‌گر پشته است. 256 بایت حافظه و یک منبع تغذیه‌ی 500 واتی که بیشتر توان آن صرف LEDها می‌شود برای مگاپروسسور در نظر گرفته شده است. بلاک حافظه از 27000 ترانزیستور تشکیل شده است. قسمت اصلی پردازنده نیز 15300 ترانزیستور دارد که باز هم اکثر آن‌ها به عملکرد LEDها اختصاص دارند. با کسر ترانزیستورهای مخصوص ال‌ای‌دی‌ها، حدود 6800 ترانزیستور برای پردازنده باقی می‌ماند. این تعداد تقریبا دو برابر تعداد ترانزیستورهای ریزپردازنده‌ی 6502 است. محاسبات در این پردازنده توسط یک ALU و یک جمع‌کننده‌ی 16 بیتی انجام می‌شود. هنوز مشخص نشده که آقای نیومن قصد اضافه کردن یک واحد floating point دارد یا خیر، هرچند که ایجاد چنین سخت‌افزاری دشوار به نظر می‌رسد.
اگر از طراحی چنین دستگاهی توسط یک نفر شگفت‌زده شده‌اید، خوب است بدانید نیومن اشاره کرده که پروژه‌ی او تلاشی برای درک بهتر عملکرد یک ترانزیستور بوده است. همچنین نیومن اضافه می‌کند که واقعا قصد نداشته تلاشش به اینجا برسد. هدف اولیه تنها یادگیری ترانزیستورها بوده اما پس از شروع به کار، جریان از دستش خارج شده است! شروع به کار برای فهمیدن کار یک ترانزیستور و به پایان رساندنِ آن با ساخت چنین دستگاه عظیمی که بخش زیادی از یک خانه را اشغال می‌کند مورد بسیار جالبی است.
نیومن می‌خواست راهی بسازد که با آن چگونگی حرکت داده‌ها در پردازنده در هنگام اجرای یک برنامه را نشان دهد. نیومن عملکرد کامپیوترها را مبهم می‌داند و می‌گوید:
غیرممکن است که با نگاه به یک کامپیوتر چگونگی عملکرد آن را بفهمید. کاری که من قصد انجام آن را داشتم وارد شدن به جزئیات و فهمیدن اتفاقات درون آن بود. مشکل این است که ما نمی‌توانیم آنقدر کوچک شویم که درون یک چیپ سیلیکونی حرکت کنیم. اما می‌توانیم کار دیگری انجام دهیم. می‌توانیم همه چیز را آنقدر بزرگ بسازیم که درون آن به گشت و گذار بپردازیم. علاوه بر آن می‌توانیم در هر قسمت یک LED قرار دهیم تا به واقع بتوانیم حرکت داده‌ها و عملیات منطقی را مشاهده کنیم.
ویدئوی بالا عملکرد مگاپروسسور را نشان می‌دهد. ایده‌ی ساخت این دستگاه واقعا انسان را تحت تاثیر قرار می‌دهد. شاید هر کسی بتواند یک دیاگرام منتطقی از پردازنده بکشد اما یک تصویر هرگر نمی‌تواند به این خوبی اجزا و عملکردها را به افراد نشان دهد. در دوره‌ای قرار داریم که میلیاردها ترانزیستور در فقط چندصد میلیمتر قرار داده می‌شوند اما زمانی بود که ترانزیستورها و آی‌سی‌ها با دست قابل حمل بودند. Bus در یک پردازنده واقعا شبیه چیزی بود که به آن نام‌گذاری شده بود، نه فقط مجموعه‌ای از مسیرهای مسی روی مادربرد.
در حالی که شاید هیچ کس علاقه‌ای به بازگشت به کامپیوترهای با عملکرد بسیار محدودِ اولیه نداشته باشد، مگاپروسسور یک دستگاه فوق‌العاده است. اجرای برنامه‌های پیچیده روی چنین پردازنده‌ای کار فوق‌العاده جالبی خواهد بود.
منبع: ExtremeTech
نظر خود را اضافه کنید.
برای ارسال نظر وارد شوید
ارسال نظر بدون عضویت در سایت