В компьютерной архитектуре 256-бит ными ( англ. 256 bit ) числами, адресами памяти и другими объектами данных называются те, которые имеют размер в 256 бит (32 октета ). Также 256-битными являются те ЦПУ и АЛУ , которые построены на регистрах , шинах адреса и шинах данных такого размера.

В настоящее время нет процессоров общего назначения, созданных для работы с 256-битными целыми числами или адресами, хотя ряд процессоров работают с 256-битными данными. Процессоры имеют наборы команд SIMD ( AVX , набор команд FMA и т. д.), где 256-битные векторные регистры используются для хранения нескольких меньших чисел, таких как восемь 32-битных чисел с плавающей запятой , и одна инструкция может работать со всеми этими значениями параллельно. Однако эти процессоры не работают с отдельными числами длиной 256 двоичных разрядов, только их регистры имеют размер 256 бит.

Представление данных

В 256-битном регистре может храниться 2 ²⁵⁶ различных значений. Диапазон целочисленных значений, которые могут быть сохранены в 256 битах, зависит от используемого целочисленного представления. Максимальное значение 256-битного целого числа без знака - 2 ²⁵⁶ - 1, записанное в десятичной форме как 115,792,089,237,316,195,423,570,985,008,687,907,853,269,984,665,640,564,039,457,584,007,913,129,639,935, или приблизительно 1,1579 x 10 ⁷⁷ .

256-битные процессоры могут использоваться для прямой адресации до 2 ²⁵⁶ байт. Уже 2 ¹²⁸ (при 128 бит адресации) значительно превысит общий объем данных, хранящихся на Земле по состоянию на 2010 год, который оценивается примерно в 1,2 зеттабайта (более 2 ⁷⁰ байт) .

Аппаратное обеспечение

• Многие CPU поддерживают наборы инструкций SIMD (Advanced Vector Extensions и FMA и т. д.), в которых 256-битные векторные регистры используются для хранения нескольких меньших чисел, таких как восемь 32-битных чисел с плавающей запятой, а одна инструкция может работать со всеми эти значения параллельно. Однако эти процессоры не работают с отдельными числами, длина которых составляет 256 двоичных цифр, только их регистры имеют размер 256 бит.
• Современные чипы GPU пересылают данные по 256-битной шине памяти (или, возможно, по 512-битной шине с HBM3 .
• Процессор Efficeon представлял собой 256-битную конструкцию VLIW второго поколения компании Transmeta , в которой использовался программный механизм для преобразования кода, написанного для процессоров x86, в собственный набор команд чипа .
• Финансируемая DARPA система Data-Intensive Architecture (DIVA) включала в себя 5-ступенчатый конвейерный 256-битный канал данных с процессором в памяти (PIM), в комплекте с файлом регистров и блоками ALU в процессоре WideWord в 2002 году .

Программное обеспечение

• 256 бит это широко распространённый размер ключа для симметричных шифров в криптографии , таких как AES . Финансируемая DARPA система интенсивная архитектура данных ( англ. Data-Intensive Architecture (DIVA) ) включала 5-ступенчатый (укр.) ( 256-битный канал данных процессор-в-памяти ( англ. processor-in-memory (PIM) ), дополненный регистровым файлом и блоками АЛУ в процессоре «WideWord» в 2002.
• Увеличение размера слова может ускорить работу математических библиотек с числами повышенной точности в ряде приложений, включая криптографические применения.
• Хеш-функция SHA-256 .
• Смарт-контракты используют 256- или 257-битные целые числа; 256-битные слова для виртуальной машины Ethereum . «Мы понимаем, что 257-битный байт довольно необычен, но для смарт-контрактов нормально иметь как минимум 256-битные числа. Ведущая виртуальная машина для смарт-контрактов, Ethereum VM, ввела эту практику, и за ней последовали другие виртуальные машины блокчейн-систем» .

Примечания

Ссылки

• Процессор в памяти