26bitové výpočty - 26-bit computing

V počítačové architektuře jsou 26bitová celá čísla , adresy paměti nebo jiné datové jednotky ty, které jsou široké 26 bitů, a proto mohou představovat hodnoty až 64 mega (základ 2). Dva příklady počítačových procesorů, které obsahovaly 26bitové adresování paměti, jsou určité modely sálových počítačů druhé generace IBM System / 370 zavedené v roce 1981 (a několik následujících modelů), které měly 26bitové fyzické adresy, ale měly pouze stejné 24bitové virtuální adresy jako dřívější modely a první generace procesorů ARM .

Dějiny

Systém IBM / 370

Jak potřeby zpracování dat stále rostly, IBM a jejich zákazníci čelili výzvám, které se přímo týkaly větších velikostí paměti. V případě, že se jedná o krátkodobé „nouzové“ řešení, představila dvojice druhé vlny IBM systémů System / 370, modelů 3033 a 3081, 26bitové adresování skutečné paměti, což zvýšilo množství fyzické paměti systému / 370, která by mohla být připojen faktorem 4 z předchozího 24bitového limitu 16 MB. IBM označovala 26bitové adresování jako „rozšířené skutečné adresování“ a některé následující modely také zahrnovaly 26bitovou podporu. Pouze o 2 roky později však společnost IBM představila 31bitové adresování paměti, přičemž u svých modelů System / 370-XA rozšířila fyzické i virtuální adresy na 31 bitů a dokonce i populární model 3081 byl upgradovatelný na standard XA.

Vzhledem k 26-bitové krátké historii jako nejmodernějšímu adresování paměti dostupnému v modelové řadě IBM a vzhledem k tomu, že virtuální adresy byly stále omezeny na 24 bitů, bylo softwarové využití 26bitového režimu omezeno. Těch několik zákazníků, kteří využívali 26bitový režim, nakonec upravilo své aplikace tak, aby podporovaly 31bitové adresování, a IBM po několika letech výroby podpory pro 24bitové, 26bitové a 31bitové režimy upustila od podpory 26bitového režimu. 26bitový režim je jediným režimem adresování, který IBM odstranila ze své řady sálových počítačů pocházejících ze systému System / 360 . Všechny ostatní režimy adresování, včetně nyní 64bitového režimu, jsou podporovány v současných modelech sálových počítačů.

Časné procesory ARM

V architektuře procesoru ARM se 26bitový vztahuje k designu použitému v původních procesorech ARM, kde byly čítač programu ( PC ) a registr stavu procesoru ( PSR ) kombinovány do jednoho 32bitového registru (R15), stavové příznaky vyplňují vysoká 6 bitů a programový čítač zabírá spodní 26 bitů.

Ve skutečnosti, protože programový čítač je vždy zarovnán podle slova, jsou nejnižší dva bity vždy nulové, což umožnilo návrhářům znovu použít tyto dva bity, aby také držel bity režimu procesoru. Čtyři povolené režimy byly USR26, SVC26, IRQ26, FIQ26; porovnejte to s 32 možnými režimy, které jsou k dispozici, když byl stav programu oddělen od čítače programu v novějších architekturách ARM .

Tento design umožnil efektivnější provádění programu , protože čítač programu a stavové příznaky bylo možné uložit a obnovit jedinou operací. To vedlo k rychlejšímu volání podprogramu a přerušení odezvy než u tradičních návrhů, což by při volání nebo návratu z podprogramu muselo provést dvě načtení nebo uložení registru.

Navzdory 32bitové ALU a délce slova měly procesory založené na architektuře ARM verze 1 a 2 pouze 26bitovou PC a adresovou sběrnici , a proto byly omezeny na 64 MiB adresovatelné paměti . V té době to bylo stále obrovské množství paměti, ale kvůli tomuto omezení architektury od té doby zahrnovaly různé kroky od původního 26bitového designu.

ARM architektura verze 3 představila 32bitový počítač a samostatný PSR, stejně jako 32bitovou adresovou sběrnici, což umožňuje adresovat 4 GiB paměti. Změna rozložení PC / PSR způsobila nekompatibilitu s kódem napsaným pro předchozí architektury, takže procesor také zahrnoval 26bitový režim kompatibility, který používal starou kombinaci PC / PSR. Procesor mohl v tomto režimu stále adresovat 4 GB, ale nemohl provést nic nad adresou 0x3FFFFFC (64 MB). Tento režim byl použit operačním systémem RISC běžícím na počítači Acorn Risc PC k využití nových procesorů při zachování kompatibility se stávajícím softwarem.

Díky architektuře ARM verze 4 byla podpora 26bitových režimů adresování volitelná a architektura ARM verze 5 dále je zcela odstranila.

externí odkazy