Chúng ta đã chuyển từ 8-bit sang 16-bit, 32-bit và kết thúc mọi thứ ở 64-bit. Đây là lý do tại sao CPU 128-bit không tồn tại.
Bit là đơn vị nhỏ nhất trong lĩnh vực máy tính, nó chính là nền tảng của mọi công nghệ chúng ta sử dụng ngày nay. Từ rất rất lâu rồi chúng ta đã có những trò chơi điện tử phong cách pixel dựa trên nền tảng 8-bit hoặc 16-bit, sau đó 32-bit phổ biến và cuối cùng là 64-bit.
Tại sao chúng ta không có CPU 128-bit
Nếu bạn nhìn vào lịch sử đó, bạn có thể thấy rằng khả năng xử lý bit đã tăng lên qua nhiều năm. Tuy nhiên, trong khi chip 64-bit được giới thiệu lần đầu tiên vào những năm 90 và trở thành xu hướng chủ đạo vào những năm 2000, chúng ta vẫn chưa có CPU 128-bit. Vậy lý do là gì, chúng ta hãy cùng tìm hiểu nhé.
Bit là gì?
Trước khi nói về lý do tại sao CPU 128-bit không tồn tại, chúng ta cần nói về bit là gì. Về cơ bản, nó đề cập đến khả năng của CPU. Bit được hình thành từ các từ nhị phân và chữ số, đây là đơn vị nhỏ nhất trong điện toán và là điểm khởi đầu của mọi chương trình. Một bit chỉ có thể được định nghĩa là 1 hoặc 0 (do đó là nhị phân), mặc dù những số này có thể được hiểu là đúng hoặc sai, bật hoặc tắt và thậm chí là dấu cộng hoặc dấu trừ.
Bit là gì?
Bản thân một bit không hữu ích lắm, nhưng sử dụng nhiều bit hơn lại là một câu chuyện khác vì sự kết hợp giữa số 1 và số 0 có thể được định nghĩa là một thứ gì đó, chẳng hạn như số, chữ cái hoặc ký tự khác, đó chính là bảng mã nhị phân.
Đối với điện toán chúng ta chỉ quan tâm đến số nguyên (các số không có dấu thập phân) và càng có nhiều bit thì bộ xử lý càng có thể xác định được nhiều số hơn. Nó sử dụng công thức 2^x khá đơn giản, với x là số lượng bit. Trong điện toán 4-bit, số nguyên lớn nhất bạn có thể đếm đến là 15, thấp hơn một đơn vị so với số 16 mà công thức cung cấp cho bạn, nhưng các lập trình viên bắt đầu đếm từ 0 chứ không phải từ 1.
Nếu 4-bit chỉ có thể lưu trữ 16 số nguyên khác nhau, thì có vẻ như việc chuyển sang 8, 32 hoặc thậm chí 128-bit sẽ không phải là vấn đề lớn. Nhưng ở đây chúng ta đang nói đến số mũ, mọi thứ nó tăng lên rất rất nhiều lần khi số bit tăng 2 lần. Để chứng minh điều này, đây là một bảng tính các số nguyên lớn nhất mà bạn có thể tính ở dạng nhị phân từ 1 đến 128-bit.
Chúng ta đã chuyển từ 1-bit sang 64-bit
Khá rõ ràng tại sao CPU chuyển từ 1-bit sang có nhiều bit hơn: Chúng ta muốn máy tính của mình làm được nhiều thứ hơn. Bạn không thể làm được nhiều việc với một hoặc hai hoặc bốn bit, nhưng ở mốc 8-bit, máy chơi game arcade, các đầu băng chơi game, máy chơi game cần tay trở nên khả thi.
Bản chất cấp số nhân của bit trở nên rõ ràng khi so sánh các máy chơi game consoles 16-bit như SNES và Sega Genesis với các thiết bị tiền nhiệm 8-bit của chúng - NES. Super Mario Bros 3 là một trong những trò chơi phức tạp nhất của NES về cơ chế và đồ họa và nó hoàn toàn bị lấn át bởi Super Mario World, trò chơi được phát hành chỉ hai năm sau đó.
Chúng ta đã chuyển từ 1-bit sang 64-bit trong thời gian tương đối ngắn
Bên cạnh các trò chơi, việc chuyển từ 256 số ở dạng 8 bit sang 65,356 số ở dạng 16-bit có nghĩa là theo dõi thời gian chính xác hơn, hiển thị nhiều màu hơn trên màn hình và xử lý các tệp lớn hơn.
Ngành công nghiệp này đã chuyển đổi khá nhanh chóng từ 16-bit sang 32-bit và cuối cùng là điện toán 64 bit, vốn đã trở thành xu hướng chủ đạo vào cuối những năm 90 và đầu những năm 2000. Một số CPU 64-bit đầu tiên quan trọng nhất được tìm thấy trong Nintendo 64 và các máy tính chạy CPU Athlon 64 và Opteron của AMD.
Về mặt phần mềm, 64-bit bắt đầu nhận được sự hỗ trợ phổ biến từ các hệ điều hành như Linux và Windows vào đầu những năm 2000. Ngày nay, CPU 64-bit có mặt ở khắp mọi nơi, từ điện thoại thông minh, PC đến máy chủ. Các chip có ít bit hơn vẫn được tạo ra và có thể phù hợp cho các ứng dụng cụ thể không yêu cầu xử lý phức tạp. Tuy nhiên, chúng ta vẫn chưa có CPU 128-bit mặc dù đã gần ba thập kỷ kể từ khi chip 64-bit đầu tiên tung ra thị trường.
Ngoài ra, như bạn đã biết 32-bit bị giới hạn ở 4GB RAM, mức RAM có thể nói là khá thấp để chạy các tác vụ phức tạp. Nhưng 64-bit thì khác, còn lâu chúng ta mới cần đến 16 Exabytes RAM.
Bit là đơn vị nhỏ nhất trong lĩnh vực máy tính, nó chính là nền tảng của mọi công nghệ chúng ta sử dụng ngày nay. Từ rất rất lâu rồi chúng ta đã có những trò chơi điện tử phong cách pixel dựa trên nền tảng 8-bit hoặc 16-bit, sau đó 32-bit phổ biến và cuối cùng là 64-bit.
Nếu bạn nhìn vào lịch sử đó, bạn có thể thấy rằng khả năng xử lý bit đã tăng lên qua nhiều năm. Tuy nhiên, trong khi chip 64-bit được giới thiệu lần đầu tiên vào những năm 90 và trở thành xu hướng chủ đạo vào những năm 2000, chúng ta vẫn chưa có CPU 128-bit. Vậy lý do là gì, chúng ta hãy cùng tìm hiểu nhé.
Bit là gì?
Trước khi nói về lý do tại sao CPU 128-bit không tồn tại, chúng ta cần nói về bit là gì. Về cơ bản, nó đề cập đến khả năng của CPU. Bit được hình thành từ các từ nhị phân và chữ số, đây là đơn vị nhỏ nhất trong điện toán và là điểm khởi đầu của mọi chương trình. Một bit chỉ có thể được định nghĩa là 1 hoặc 0 (do đó là nhị phân), mặc dù những số này có thể được hiểu là đúng hoặc sai, bật hoặc tắt và thậm chí là dấu cộng hoặc dấu trừ.
Bản thân một bit không hữu ích lắm, nhưng sử dụng nhiều bit hơn lại là một câu chuyện khác vì sự kết hợp giữa số 1 và số 0 có thể được định nghĩa là một thứ gì đó, chẳng hạn như số, chữ cái hoặc ký tự khác, đó chính là bảng mã nhị phân.
Đối với điện toán chúng ta chỉ quan tâm đến số nguyên (các số không có dấu thập phân) và càng có nhiều bit thì bộ xử lý càng có thể xác định được nhiều số hơn. Nó sử dụng công thức 2^x khá đơn giản, với x là số lượng bit. Trong điện toán 4-bit, số nguyên lớn nhất bạn có thể đếm đến là 15, thấp hơn một đơn vị so với số 16 mà công thức cung cấp cho bạn, nhưng các lập trình viên bắt đầu đếm từ 0 chứ không phải từ 1.
Nếu 4-bit chỉ có thể lưu trữ 16 số nguyên khác nhau, thì có vẻ như việc chuyển sang 8, 32 hoặc thậm chí 128-bit sẽ không phải là vấn đề lớn. Nhưng ở đây chúng ta đang nói đến số mũ, mọi thứ nó tăng lên rất rất nhiều lần khi số bit tăng 2 lần. Để chứng minh điều này, đây là một bảng tính các số nguyên lớn nhất mà bạn có thể tính ở dạng nhị phân từ 1 đến 128-bit.
| Bit | Số nguyên tối đa |
|---|---|
| 1-bit | 1 |
| 2-bit | 3 |
| 4-bit | 15 |
| 8-bit | 255 |
| 16-bit | 65,535 |
| 32-bit | 4,294,967,295 |
| 64-bit | 18,446,744,073,709,551,615 |
| 128-bit | 340,282,366,920,938,463,463,374,607,431,768,211,455 |
Chúng ta đã chuyển từ 1-bit sang 64-bit
Khá rõ ràng tại sao CPU chuyển từ 1-bit sang có nhiều bit hơn: Chúng ta muốn máy tính của mình làm được nhiều thứ hơn. Bạn không thể làm được nhiều việc với một hoặc hai hoặc bốn bit, nhưng ở mốc 8-bit, máy chơi game arcade, các đầu băng chơi game, máy chơi game cần tay trở nên khả thi.
Bản chất cấp số nhân của bit trở nên rõ ràng khi so sánh các máy chơi game consoles 16-bit như SNES và Sega Genesis với các thiết bị tiền nhiệm 8-bit của chúng - NES. Super Mario Bros 3 là một trong những trò chơi phức tạp nhất của NES về cơ chế và đồ họa và nó hoàn toàn bị lấn át bởi Super Mario World, trò chơi được phát hành chỉ hai năm sau đó.
Bên cạnh các trò chơi, việc chuyển từ 256 số ở dạng 8 bit sang 65,356 số ở dạng 16-bit có nghĩa là theo dõi thời gian chính xác hơn, hiển thị nhiều màu hơn trên màn hình và xử lý các tệp lớn hơn.
Ngành công nghiệp này đã chuyển đổi khá nhanh chóng từ 16-bit sang 32-bit và cuối cùng là điện toán 64 bit, vốn đã trở thành xu hướng chủ đạo vào cuối những năm 90 và đầu những năm 2000. Một số CPU 64-bit đầu tiên quan trọng nhất được tìm thấy trong Nintendo 64 và các máy tính chạy CPU Athlon 64 và Opteron của AMD.
Về mặt phần mềm, 64-bit bắt đầu nhận được sự hỗ trợ phổ biến từ các hệ điều hành như Linux và Windows vào đầu những năm 2000. Ngày nay, CPU 64-bit có mặt ở khắp mọi nơi, từ điện thoại thông minh, PC đến máy chủ. Các chip có ít bit hơn vẫn được tạo ra và có thể phù hợp cho các ứng dụng cụ thể không yêu cầu xử lý phức tạp. Tuy nhiên, chúng ta vẫn chưa có CPU 128-bit mặc dù đã gần ba thập kỷ kể từ khi chip 64-bit đầu tiên tung ra thị trường.
Ngoài ra, như bạn đã biết 32-bit bị giới hạn ở 4GB RAM, mức RAM có thể nói là khá thấp để chạy các tác vụ phức tạp. Nhưng 64-bit thì khác, còn lâu chúng ta mới cần đến 16 Exabytes RAM.