موضوع مقاله: بیت برش | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # بیت برش | مقدمه: این روش که نخستین‌بار در دهه ۱۹۸۸ میلادی معرفی شد، امکان ساخت پردازنده‌هایی با توانایی انجام عملیات محاسبات پیچیده را با استفاده از مدارهای ساده‌تر فراهم می‌آورد. | ## بخش 1: بیت برش | پیشینه در دهه ۱۹۶۰، مهندسان به دنبال راهکارهایی برای بهبود عملکرد و کاهش هزینه‌های ساخت پردازنده ها بودند. با رشد سریع نیاز به پردازنده‌های قدرتمندتر، برش قطعه‌ای به عنوان یک روش نوآورانه مطرح شد که اجازه می‌داد تا پردازنده‌هایی با قابلیت سفارشی‌سازی بالا و عملکرد بهینه‌تر تولید شوند. یکی از اولین و برجسته‌ترین کاربردهای این روش در پردازنده‌های شرکت تگزاس اینسترومنتس و ای‌ام‌دی بود که از مدارهای مجتمع با پهنای باند (پردازش)کوچک‌تر برای ساخت پردازنده‌های ۸ بیتی و ۱۶ بیتی استفاده کردند. مفهوم و ساختار در روش برش قطعه‌ای، به جای طراحی یک پردازنده بزرگ و پیچیده به‌صورت یکپارچه، پردازنده به چندین ماژول کوچکتر تقسیم می‌شود که هر کدام مسئول پردازش بخشی از بیت‌های داده هستند. این ماژول‌ها یا «برش‌ها» به‌طور موازی کار می‌کنند تا عملیات محاسباتی را بر روی کل بیت‌ها انجام دهند. هر برش می‌تواند به‌طور مستقل توسعه یافته و سپس به سایر برش‌ها متصل شود تا یک پردازنده کامل را تشکیل دهد. مزایای برش قطعه‌ای سفارشی‌سازی بالا: برش قطعه‌ای اجازه می‌دهد تا سیستم‌های پردازشی با توجه به نیازهای خاص و ویژگی‌های مورد نظر طراحی شوند. این امکان وجود دارد که با تغییر تعداد و نوع برش‌ها، قابلیت‌ها و عملکرد سیستم را بهبود بخشید. افزایش کارایی: با پردازش موازی داده‌ها، برش قطعه‌ای می‌تواند عملکرد سیستم را افزایش دهد و زمان پردازش را کاهش دهد. انعطاف‌پذیری طراحی: به دلیل اینکه هر برش به‌طور مستقل طراحی و توسعه می‌یابد، تغییر و بهبود بخش‌های مختلف سیستم به راحتی امکان‌پذیر است. | ## بخش 2: بیت برش | این ویژگی باعث می‌شود که توسعه‌دهندگان بتوانند با سرعت بیشتری به بهبود و توسعه سیستم‌ها بپردازند. هزینه تولید کمتر: با استفاده از مدارهای کوچکتر و ساده‌تر، هزینه تولید پردازنده‌ها و سیستم‌های دیجیتال کاهش می‌یابد. جزئیات عملیاتی برش قطعه‌ای معمولاً شامل قسمتی به نام واحد محاسبه و منطق است ، و دارای ۴٬۲٬۱ یا ۸ خط کنترلی است. برای مثال دو تراشه چهار بیتی واحد کنترل می‌توانند در کنار هم یک واحد کنترل ۸ بیتی ایجاد کنند. به همین صورت چهار تراشهٔ چهار بیتی واحد کنترل می‌توانند یک واحد ۱۶ بیتی و هشت تراشه چهار بیتی می‌تواند یک واحد ۳۲ بیتی را بسازند. همچنین از یک توالی‌گر میکرو یا کنترل رام برای اجرای منطق به منظور فراهم‌کردن داده و کنترل سیگنال‌ها استفاده می‌شود، تا عملکرد مؤلفه‌های واحد محاسبه و منطق را تنظیم کند. نخستین بیت برش با نام EDSAC2 در دانشگاه کمبریج، آزمایشگاه ریاضیات در سال ۱۹۵۶ ساخته شد از اواسط دهه ۱۹۷۰ تا اواخر دهه ۱۹۸۰، مباحثی در مورد نیاز به پهنای باند مناسب برای اجرای توابع پیچیده در رایانه‌ها مطرح بود. در این دوره، فناوری تراشه‌های سیلیکونی بسیار پرهزینه‌تر از امروز بود و استفاده از واحدهای حساب و منطق چندگانه به‌عنوان راهکاری ساده‌تر و ارزان‌تر برای افزایش کارایی و قدرت محاسباتی در نظر گرفته می‌شد. این بحث‌ها همزمان با معرفی و توسعه معماری‌های ۳۲ بیتی، مانند پردازنده‌ی #تغییرمسیر Motorola 68000 که در سال ۱۹۷۹ عرضه شد، شدت یافت. این پردازنده با وجود استفاده از گذرگاه داده و مسیرهای داخلی ۱۶ بیتی، طراحی ۳۲ بیتی را در مدل برنامه‌نویسی خود معرفی کرد. | ## بخش 3: بیت برش | همچنین، پردازنده‌های دیگری مانند BELLMAC-32A از AT&T و iAPX 432 از Intel، هر یک با قابلیت‌ها و نقاط قوت و ضعف خاص خود، به این تحول کمک کردند و زمینه‌ساز توسعه سیستم‌های محاسباتی پیشرفته‌تری در آن دوران شدند مین فریم یونیوک ۱۱۰۰، دارای معماری ۳۶ بیتی بود. مدل ۱۱۰۰/۶۰ که در سال ۱۹۷۹ معرفی شد، از ۹ تراشه موتورولا ۱۰۸۰۰ چهار بیتی استفاده کرد تا پهنایی را که مدارات مجتمع مدرن نیاز داشتند، پشتیبانی کند. در آن زمان که پردازنده‌های ۱۶ بیتی متداول اما گران‌قیمت بودند پردازنده‌های ۸ بیتی مانند میکروپروسسور z80 به‌صورت گسترده‌ای مورد استفاده قرار می‌گرفتند. ترکیب مؤلفه‌ها برای تولید محصولات برش بیت، به مهندسان و دانشجویان اجازه داد تا بتوانند کامپیوترهای قدرتمندتر و پیچیده‌تری بسازند که هزینه معقولانه‌تری داشته باشد. زمانی که به‌طور مداوم برش پلاسما پیشرفت می‌کرد، اولین دستگاه برش لیزری فلز برای استفاده در ایالات متحده و تورنتو در سال ۱۹۶۵ طراحی شد. پس از آن مقاله‌ای از طرف شرکت بوئینگ در سال ۱۹۶۹ در رابطه با برش پلاسما منتشر شد. پیچیدگی ساخت معماری کامپیوتر‌های جدید به صورت چشم‌گیری کاهش پیدا کرد؛ زیرا جزئیات واحدهای حساب و منطق از قبل مشخص شده‌بود. مزیت اصلی برش بیت این بود که از لحاظ اقتصادی باعث شد که بتوان پردازنده‌های کوچک‌تری با استفاده از ترانزیستورهای دوقطبی ساخت؛ همچنین بسیار سریع‌تر از ترانزیستورهای سیماس یا NMOS بود؛ و اجازه می‌داد تا جایی که سرعت نیازمند است نرخ کلاک بالاتر برود. استفاده امروزی واژهٔ برش بیت توسط متیو کوان (Matthew Kwan) ابداع شد؛ این روش از تکنیک‌های اهداف کلی واحد پردازش مرکزی (به انگلیسی:CPU) استفاده می‌کند تا بتوان چندین ماشین مجازی ساده موازی شده را اجرا کرد. | ## جمع‌بندی | این کار به وسیله دستورهای منطقی کلی بر روی ماشین‌های مبتنی بر یک دستور چند داده‌ای انجام می‌گیرد، این تکنیک همچنین با نام SWAR شناخته می‌شود.