Neuer Prozessor kann bis 10 zählen

[Gmax]

Wie Brad McCredie, IBMs Chef-Architekt für die Power-Serie, in einem Interview mit Cnet erklärte, erwartet sich sein Unternehmen durch die dezimalen Berechnungen auf Hardware-Ebene im Power6 enorme Leistungssteigerungen. Bis zu siebenfach höhere Rechengeschwindigkeiten seien so erreichbar, gab der Entwickler an. Bisher rechnen - von einigen anwendungsspezifischen Prozessoren abgesehen - alle CPUs intern mit binärer Arithmetik.

> link < (http://www.golem.de/0610/48311.html)

Ich hab mich immer schon gewundert, warum Prozessoren nur bis 2 zählen können.
Wäre eine Umstellung seitens AMD oder Intel in Zukunft möglich und sinnvoll?
Oder müsste dazu ein neues Betriebssystem geschrieben werden?

[Benedikt]

wtf?? Prozessoren rechnen binär...

[Stone2001]

Mich würde mal interessieren, wie die Realisierung der FPU aussieht, also wie es erreicht wird, dass die FPU nun bis 10 Zählen kann. BCD-Darstellung und dann eine Umwandlung der Float in Festkomma? Vorallem wenn das Ganze noch transparent zum Betriebssystem sein soll.

Vorteile hat sowas natürlich, z.B. bei Banken gibt es endlich keine Rundungsfehler mehr oder in technisch, wissenschaftlichen Bereich.

[Monger]

Die Gleitkommaarithmetik ist sicherlich das einzig interessante. Eine Ganzzahl lässt sich in binär genauso präzise berechnen wie in dezimal.

Aber wie die FPU Register aussehen sollen würde mich auch mal interessieren. Ich kann mir das schon rein technisch überhaupt nicht vorstellen. Vielleicht reserviert man sich für jeden Zahlenwert tatsächlich vier Bits. Damit hätte man zwar 60% weniger Stellen, aber wenn man dafür exakt rechnen kann, lohnt sich vielleicht der Aufwand...

Aber mit Sicherheit nur in Spezialfällen, vielleicht für irgendwelche wissenschaftlichen Anwendungen. Dass das für den Ottonormalverbraucher Vorteile bringen soll, kann ich mir kaum vorstellen.

[][immy]

mhh... ich weiß ja nicht. sowas gibt es ansich schon ewig, aber ansich hat fangen damit erst die schwierigkeiten an, weil die cpu die entscheidung treffen muss wie stark das signal war das sie bekommen hat, also wäre man weg von der einfachen logik was die ganze sache nur verkompliziert. vor allem müssen die spannungen so deutlich auseinandern liegen, das diese nicht plötzlich fehlgedeutet wird. von daher, die theorie gibbet schon lange, in der praxis gibt es dies in zumindest versuchslaboren auch schon lange, aber es gibt halt zu viele probleme damit.

abgesehen davon muss man die daten dann später immernoch mit 0 und 1 abspeichern, denn wenn die das noch bei festplatten 10 zustände unterscheiden wollen, dann verabschiede dich schonmal von den daten. bei 0 und 1 gibt es ja noch eine große toleranz aber bei 10 werten ... also ich glaube nicht das ibm das wirklich so in nächster zukunft handhaben wird. wenn dann höchstens extern und intern nutzen sie dann doch wieder binärlogik.

[StefanV]

wtf?? Prozessoren rechnen binär...
Nein, nicht zwangsweise, gab auch früher schon einige (experimente), die nicht binär gerechnet haben, die meisten davon sind aber sowas von alt, teilweise rein mechanisch...

[Coda]

Das ist mit Sicherheit eine Fehlinterpretation seitens Golem. Die CPU bekommt einen neuen Datentyp der Dezimalzahlen verarbeiten kann (BCD oder ähnliches), d.h. aber nicht dass die Transistoren mit 10 Zuständen umgehen können. Das ist völliger Schwachsinn und mit CMOS gar nicht zu realisieren.

[Gast]

wtf?? Prozessoren rechnen binär...


nicht alle! Es gibt auch trinäre CPUs, allerdings nur in einer sehr kleinen Nische

[Gast]

Das ist mit Sicherheit eine Fehlinterpretation seitens Golem. Die CPU bekommt einen neuen Datentyp der Dezimalzahlen verarbeiten kann (BCD oder ähnliches), d.h. aber nicht dass die Transistoren mit 10 Zuständen umgehen können. Das ist völliger Schwachsinn und mit CMOS gar nicht zu realisieren.Richtig.

http://www2.hursley.ibm.com/decimal/

[Arokh]

Aber wie die FPU Register aussehen sollen würde mich auch mal interessieren. Ich kann mir das schon rein technisch überhaupt nicht vorstellen. Vielleicht reserviert man sich für jeden Zahlenwert tatsächlich vier Bits. wie kommst du darauf, daß eine CPU, die dezimal arbeitet, Bits kennen würde? Bits sind binär...

[Gast]

Vorteile hat sowas natürlich, z.B. bei Banken gibt es endlich keine Rundungsfehler mehr oder in technisch, wissenschaftlichen Bereich.

Was heißt "endlich" und "Rundungsfehler"? Mit Gleitkomma-Werten rechnet man da ganz bestimmt nicht.

[Arokh]

[immy']mhh... ich weiß ja nicht. sowas gibt es ansich schon ewig, aber ansich hat fangen damit erst die schwierigkeiten an, weil die cpu die entscheidung treffen muss wie stark das signal war das sie bekommen hat, also wäre man weg von der einfachen logik was die ganze sache nur verkompliziert. also die Verwendung von digitalen Signalen mit einer höheren Wertigkeit als 2 ist aber schon ein lange bekanntes Thema, mit dem man schon sehr gut umgehen kann. Vor allem in der Telekommunikation wird das auch en masse eingesetzt.

[immy']vor allem müssen die spannungen so deutlich auseinandern liegen, das diese nicht plötzlich fehlgedeutet wird. ich sag nur eins: Shannonsche versus Nyquistsche Kanalkapazität. Auch bei binären Signalen darf der Kanal nicht zu verrauscht sein, sonst kannst du nämlich auch 0 und 1 nicht mehr voneinander unterscheiden.

[Monger]

wie kommst du darauf, daß eine CPU, die dezimal arbeitet, Bits kennen würde? Bits sind binär...

Wie soll es denn anders gehen? Transistoren die mit zehn diskreten Schaltzuständen funktionieren?!?
Viel zu unsicher, vorallem bei den hohen Taktraten. Da müsste man ein paar Jahrzehnte Computergeschichte umwerfen, um sowas zu realisieren (mit zweifelhaftem Ergebnis).

Nein, ich kann mir nur vorstellen dass man hier auf bekannte Technik setzt, und halt nur an den Gleitkommaberechnungen ein bißchen rumfriemelt, um Rundungsfehler zu reduzieren. Für nix anderes wäre ja sowas überhaupt interessant.

[Monger]

ich sag nur eins: Shannonsche versus Nyquistsche Kanalkapazität. Auch bei binären Signalen darf der Kanal nicht zu verrauscht sein, sonst kannst du nämlich auch 0 und 1 nicht mehr voneinander unterscheiden.

In der Realität ist es einfacher, den Takt dramatisch zu erhöhen, als eine ganze Reihe von diskreten Zuständen auseinander halten zu können. Das liegt weniger an der Leitung als an den D/A, A/D Wandlern. Spannung: Ja/Nein ist VIEL einfacher zu realisieren als einen ganzen Haufen diskreter Zustände. Da erhöht man lieber den Takt als sich den Stress zu geben.

Das ist auch der wichtigste Grund, weshalb Amplitudenmodulation fast überall ausgestorben ist, und durch Frequenzmodulation ersetzt wurde. Es ist einfach um Längen robuster.

[svenw]

Im eigentlichen Sinne gibt es keine binären Operationen,es gibt nur analoge Zustände die als binäre Zustände interpretiert werden. Zum Beispiel werden 0 und 1.5V als binäre Zustände angenommen, die Elektronik akzeptiert aber auch 0,1V als 0 oder 1,4V als 1. Es wird also ein gewisser analoger Bereich auf einen binären abgebildet. Dadurch sind binäre Systeme recht Störungsunempfindlich. Wenn obiges Beispiel analog wäre könnte niemand sagen ob der Wert von 1,4V richtig ist oder ob er als 1,5V Wert angefangen hat und durch irgendeine Störung auf 1,4V gedrückt wurde. Darum ist eine analoge Fehlerkorrektur extrem schwierig, weil man zumindestens einen 2ten Refenzwert braucht um die Größe der Störung abzuschätzen.

[Arokh]

Wie soll es denn anders gehen? Transistoren die mit zehn diskreten Schaltzuständen funktionieren?!?das würde ich als Argument dafür einstufen, daß eine dezimal arbeitende CPU gar nicht funktionieren kann, sondern zwangsläufig binär sein muß.

[Monger]

das würde ich als Argument dafür einstufen, daß eine dezimal arbeitende CPU gar nicht funktionieren kann, sondern zwangsläufig binär sein muß.
Ich weiß nicht ob es prinzipiell unmöglich ist. Ich hab nur noch von keinen solchen Transistorschaltungen gehört, und kann mir auch nicht so recht vorstellen wie die zuverlässig funktionieren sollen.
Also: ja, das sehe ich als Argument gegen eine rein dezimal arbeitende CPU.

[Arokh]

Im eigentlichen Sinne gibt es keine binären Operationen,es gibt nur analoge Zustände die als binäre Zustände interpretiert werden. Zum Beispiel werden 0 und 1.5V als binäre Zustände angenommen, die Elektronik akzeptiert aber auch 0,1V als 0 oder 1,4V als 1. Es wird also ein gewisser analoger Bereich auf einen binären abgebildet. Dadurch sind binäre Systeme recht Störungsunempfindlich. Wenn obiges Beispiel analog wäre könnte niemand sagen ob der Wert von 1,4V richtig ist oder ob er als 1,5V Wert angefangen hat und durch irgendeine Störung auf 1,4V gedrückt wurde.du hast soeben die begrenzende Wirkung des Signal-Rausch-Verhältnisses (in deinem Beispiel 1.5 V / 0.2 V = 7.5) auf die Signalwertigkeit erkannt ;)

[Gast]

Ein Rechner muss nicht unbedingt digital sein. Es gibt auch Analog-Rechner http://de.wikipedia.org/wiki/Analogrechner. (Hatte ich sogar als Maschinenbauer an der Uni in ner Vorlesung)

[][immy]

also die Verwendung von digitalen Signalen mit einer höheren Wertigkeit als 2 ist aber schon ein lange bekanntes Thema, mit dem man schon sehr gut umgehen kann. Vor allem in der Telekommunikation wird das auch en masse eingesetzt.


es gibt schon einen grund, warum man besonders in der telekommunikation gerade bei kupfer-kabeln noch analog arbeitet ;)
bei einem digitalen signal geht nicht mehr als 0 und 1

allen anderen verfahren z.B. multiplexing sind analog bzw werden während des versands analogisiert und dann verschickt und am ende wieder digitalisiert.

bekannt ist das thema schon lange, aber immernoch zu kompliziert wenn man damit komplexe und vor allem schnelle prozessoren damit bauen will, die vielleicht auch nicht zu viel leistung verbraten.

[Hardwarefresser]

Ein Dezimaler Rechner wäre totaler Schwachsinn. Wenn du z.B. 7*5 in einem Schritt rechnen willst, dann brauchst du eine Tabelle, wo alle Ergebnisse drinstehen. Anders wäre es sinnvoll nicht zu realisieren. Bei einer Binären Multiplikation von einer einer Stelle kannst du einfach verunden (0*0=0, 0*1=0, 0*1=0, 1*1=1).

P.S.: Für Banken reicht es auch nicht einfach nur mit 2 Stellen zu rechnen. Wenn du 2,75% Zinsen bekommst, hast du ja schon die ersten Fehler. Da muss man ein paar Stellen weiter gehen. Außerdem würde sich das auch so umgehen lassen, dass man 64 Bit Integer nimmt und einfach nicht die Euro, sondern die Cent abspeichert.

[Monger]

[immy']
allen anderen verfahren z.B. multiplexing sind analog bzw werden während des versands analogisiert und dann verschickt und am ende wieder digitalisiert.


Äh... was genau meinst du damit? :|

Natürlich ist jedes Signal analog. Die Realität ist nunmal analog, die Frage ist, wie man sie interpretiert. Das hat überhaupt gar nichts mit dem Verfahren zu tun, wobei ich mir bei Multiplexing nur schwer eine analoge Anwendung vorstellen kann...

[RoKo]

Überlesen hier alle Codas Beitrag und die aufschlußreiche Gast-Antwort darauf?

[Arokh]

[immy']es gibt schon einen grund, warum man besonders in der telekommunikation gerade bei kupfer-kabeln noch analog arbeitet ;)
bei einem digitalen signal geht nicht mehr als 0 und 1klar geht bei einem digitalen Signal mehr als 0 und 1. Es ist dann nur nicht mehr binär ;)
Ein digitales Signal zeichnet sich dadurch aus, daß es zeit- und wertdiskret ist. Die mögliche Zahl der diskreten Werte ist aber nicht auf zwei beschränkt. Die Zeitdiskretheit wird durch eine Taktfrequenz realisiert, wobei pro Takt ein Symbol übertragen wird. Je nachdem ob jedes Symbol zwei oder mehr diskrete Werte haben kann, handelt es sich um eine binäre oder um eine höherwertige Übertragung.

[immy']allen anderen verfahren z.B. multiplexing sind analog bzw werden während des versands analogisiert und dann verschickt und am ende wieder digitalisiert.vielleicht verbindest du mit dem Begriff "digitales Signal" ja das Bild eines Stufensignals mit hochgradig steilen Signalflanken. Solche verwendet man in dern Telekommunikation tatsächlich nicht so gerne, wegen deren ungünstiger spektraler Effizienz. Z.B. überträgt man ein Symbol lieber als Gauß-Puls statt als Rechteck-Puls. Die Wertdiskretheit - und damit die Eigenschaft eines digitalen Signals - wird dabei aber dadurch aufrechterhalten, daß die Amplitude des Gauß-Pulses nur diskrete Werte annehmen kann, also nicht kontinuierlich ist.

Das betrifft jetzt aber auch nur den Fall der digitalen Amplitudenmodulation. Daneben gibt es noch die digitale Frequenz- und Phasenmodulation. Dort wird die Wertdiskretheit durch eine diskrete Zahl an verwendeten Frequenzen bzw. Phasenverschiebungen realisiert.

Ein analoges Signal zeichnet sich dagegen dadurch aus, daß Amplitude, Frequenz und Phase kontinuierlich sind.

Beim Multiplexing muß man ebenfalls unterscheiden zwischen Verfahren, die mit analogen Signalen möglich sind, und solchen, die nur digital gehen. Das schon lange (z.B. im Rundfunk) verwendete Frequenzmultiplexverfahren ist problemlos analog realisierbar. Anders ist es beim Zeitmultiplex: während eines Burst könnte man zwar theoretisch analog senden, aber die zu sendenden Daten müssen zwischen den Bursts zwischengespeichert werden, was nur digital machbar ist. Codemultiplex schließlich dürfte analog auch schwer zu realisieren sein.

[Arokh]

Überlesen hier alle Codas Beitrag und die aufschlußreiche Gast-Antwort darauf?davon ist auszugehen. Das ist in diesem Forum doch gang und gebe, daß die eigentlich nützlichen Posts völlig ignoriert werden.

[RavenTS]

Überlesen hier alle Codas Beitrag und die aufschlußreiche Gast-Antwort darauf?

Alles andere wäre wohl auch eine Revolution der gesamten Branche..!

[Gast]

Das, was IBM da macht, ist schon eine kleine Revolution in der Branche.

Die DFPU kann nun direkt mit einem in Java vorhandenen dezimalen Datentyp umgehen. Das bedeutet nicht nur einen Geschwindigkeitszuwachs -- die Vorteile liegen ganz woanders:

Bis jetzt rechnen die meisten Finanzunternehmen meist mit riesigen Excel-Tabellen. ALLE Tabellenkalkulationen rechnen aber intern nur mit 15 Nachkommastellen -- was riesige Rundungsfehler verursachen kann.

Genau diese Rundungsfehler kann man nun direkt in der Hardware siginifikant reduzieren, weil die *Hardware* die Rundung macht, nicht mehr die Software.

Das *ist* also in der Tat ein großer Fortschritt, und kann einen RiesenPush für Java bedeuten.

Just my 2 cents.

[FlashBFE]

Das, was IBM da macht, ist schon eine kleine Revolution in der Branche.

Die DFPU kann nun direkt mit einem in Java vorhandenen dezimalen Datentyp umgehen. Das bedeutet nicht nur einen Geschwindigkeitszuwachs -- die Vorteile liegen ganz woanders:

Bis jetzt rechnen die meisten Finanzunternehmen meist mit riesigen Excel-Tabellen. ALLE Tabellenkalkulationen rechnen aber intern nur mit 15 Nachkommastellen -- was riesige Rundungsfehler verursachen kann.

Genau diese Rundungsfehler kann man nun direkt in der Hardware siginifikant reduzieren, weil die *Hardware* die Rundung macht, nicht mehr die Software.

Das *ist* also in der Tat ein großer Fortschritt, und kann einen RiesenPush für Java bedeuten.

Just my 2 cents.

Es gibt noch mehr Hochsprachen außer Java, die dezimale Datentypen anbieten. Aber es gibt eben auch einen Grund, warum man die nicht so ausgiebig einsetzen kann:
Performance. The Decimal data type is the slowest of all the numeric types. You should weigh the importance of precision against performance before choosing a data type.
Mit einem auf diesen Typ angepasstes Hardware-Rechenwerk würde der Datentyp dann sicher populärer werden. Bleibt noch das Problem des hohen Speicherverbrauchs. 16 Byte für eine Zahl ist schon ne ganze Menge.

[Köppchen]

Der Golem Artikel ist ein wenig... Das gleiche bei Heise: http://www.heise.de/newsticker/meldung/79347

Die IBM Großrechner Prozessoren können packed decimals (BigDecimal) seit ewigkeiten. Auf den Großrechnern ist das wichtig da dort Programmiersprachen verbreitet sind die direkt diese Datentypen unterstützen, z.B. Cobol. Es kommt also einfach nur Großrechner Technik auf eine andere Platform.

Gruß Markus

[cl55amg]

Soweit ich weiss könnte ein Quantencomputer (den es noch nicht gibt)
4 verschiedene Zustände...

alles andere ist binär vom Grundaufbau.

[Gast]

Nö nix mit 4. Es gibt 0, 1 und beide Zustände als Überlagerung. Das ist aber nicht so einfach.

[RavenTS]

Bokill sagt was Sache ist ;D

http://www.orthy.de/index.php?option=com_content&task=view&id=4345&Itemid=86