Замена двоичной логики — увеличит ли это производительность?

Наверняка на хабре уже немало постов на эту тему. Тем не менее, я попытаюсь рассказать свою точку зрения на всё это…

Однажды я прочитал в интернете про троичную систему счисления и заинтересовался. Меня мучил вопрос, а нельзя использовать в основе компьютера симметричную троичную систему счисления (СС), и даже вдруг это увеличит производительность компьютера? Мне казалось, что это возможно, и я жаждал это проверить.

Информация:
Троичная система счисления — позиционная система счисления с целочисленным основанием, равным 3. Существует в двух вариантах: несимметричная и симметричная.
В несимметричной троичной системе счисления чаще применяются цифры {0,1,2}, а в симметричной троичной системе счисления знаки {−,0,+}, {−1,0,+1}.
У некоторых людей эта логика вызывает затруднения. Они говорят, например, приведите пример подобной логики в жизни.
Человек, немного подумавший над этой логикой поймет, что она более жизненна чем двоичная. Обычный пример троичной логики в жизни связан с постоянным током: ток движется в одну сторону, в другую сторону, его нет.


Оказалось, что симметричная троичная система счисления использовалась давным-давно для решения «задачи о гирях», использовалась в компьютере Сетунь, построенном в 50-е годы в МГУ. С 2008 года в университете « California Polytechnic State University of San Luis Obispo» функционирует цифровая компьютерная система TCA2, основанная на троичной системе счисления.
Первая Сетунь
Сетунь-70

В чем же плюсы троичной СС над двоичной? Рассмотрим эти плюсы:

Меньше разрядов

(Написано разжевано, чтобы каждый смог понять суть этого пункта)
Возьмем число 10 в десятичной СС и переведем его в двоичную СС, получим 1010, переведем в троичную симметричную СС, получим +0+, ну а если в троичную несимметричную СС, то получим 101. Из этого мы видим, что в некоторых числах в троичной симметричной и несимметричной СС-ах меньше разрядов, чем в двоичной СС.
Возьмем число 5 в десятичной СС и переведем его в двоичную СС, получим 101, переведем в троичную симметричную СС, то получим +--, ну а если в троичную несимметричную СС, то получим 12. Из этого мы видим, что в некоторых числах в троичной несимметричной СС меньше разрядов, чем в двоичной и троичной симметричной СС-ах.

Емкость


Троичная СС вмещает больший диапазон чисел, т.к. 3^n>2^n (где n-натуральное число). Например, если n=9, то 3^9=19683>2^9=512.
3.

Экономичность системы счисления


Экономичность системы счисления — запас чисел, который можно записать в данной системе с помощью определенного количества знаков. Чем больше запас тем экономичнее система. По затратам числа знаков (в трёхразрядном десятичном числе 3*10=30 знаков) наиболее экономична из позиционных показательных несимметричных систем счисления. Обозначим p основание системы счисления, n количество требуемых знаков. Тогда получим n/p разрядов требуемых для записи этого набора знаков в заданной системе счисления, а количество чисел которое при этом можно записать будет равно pn/p.

Мы рассмотрели троичную арифметику, теперь затронем логику:

В чем же проблемы двоичной логики?
1.Мощности компьютера, основанного на двоичной логике, не всегда хватает. Приведем пример. Одна из наиболее сложных систем защиты – криптосистема RSA. Вскрытие шифра RSA с длиной ключа 1024 бита (такая длина часто используется в информационных системах) займет в лучшем случае — при проведении распределенных вычислений на тысячах мощных ПК — не менее пятнадцати лет, а к тому времени данная система шифровки перестанет быть востребованной.
Докажем математически какая система счисления будет наилучшей для максимальной мощности и емкости памяти. Для этого рассмотрим функцию f(p)=p^(n/p), в которой p – основание системы счисления, а n – количество требуемых знаков. Тогда получим n/p разрядов требуемых для записи этого набора знаков в заданной системе счисления, а количество чисел, которое при этом можно записать, будет равно pn/p

f(p)=p^(n/p)
Для того, чтобы определить максимальное значение функции, найдем ее производную:
ln f = ln p^(n/p)
ln f =n/p* ln p
...(Я не буду приводить здесь всю математику)
n*p^(n/p-2) никогда не будет равно 0 => (1 — ln⁡ p)=0, ln p = 1, p = e
e = 2,71, а ближайшее целое число к нему – это три.
Значит, в этом плане лучшая система с целочисленным основанием — троичная.

Самое вкусненькое — рассмотрим троичные логические операции:

1.Отрицание
image

2.Конъюнкция — логическое И
image

3.Дизъюнкция — логическое ИЛИ
image

4.Операция Выбора. Эта операция существует только для троичной логики. Таблица истинности каждой из этих трёх операций содержит везде „-“, кроме единственного значения, которое ею можно выбрать.
image

5.Модификация. Полное название этих одноместных операций: увеличение на единицу по модулю три (INC) и уменьшение на единицу по модулю три (DEC). Увеличение на единицу по модулю три – это циклическое прибавление единицы.
image
Здесь видны и прежде знакомые вам логические операции из двоичной логики, но добавились и новые…

Квантовые компьютеры


Квантовый компьютер — вычислительное устройство, работающее на основе квантовой механики. Квантовый компьютер принципиально отличается от классических компьютеров, работающих на основе классической механики.
Благодаря огромной скорости разложения на простые множители, квантовый компьютер позволит расшифровывать сообщения, зашифрованные при помощи популярного асимметричного криптографического алгоритма RSA. До сих пор этот алгоритм считается сравнительно надёжным, так как эффективный способ разложения чисел на простые множители для классического компьютера в настоящее время неизвестен. Для того, например, чтобы получить доступ к кредитной карте, нужно разложить на два простых множителя число длиной в сотни цифр. Даже для самых быстрых современных компьютеров выполнение этой задачи заняло бы больше времени, чем возраст Вселенной, в сотни раз. Благодаря алгоритму Шора эта задача становится вполне осуществимой, если квантовый компьютер будет построен.
Канадская компания D-Wave заявила в феврале 2007 года о создании образца квантового компьютера, состоящего из 16 кубит. Это устройство работает на кубитах — квантовых аналогах битов.
Но можно построить компьютеры не на битах, а на кутритах — аналогах трита в квантовом компьютере.
Кутрит (квантовый трит) — квантовая ячейка, имеющая три возможных состояния.
Подлинное новаторство метода Ланьона в том, что, используя в универсальных квантовых вентилях кутриты вместо кубитов, исследователи могут существенно снизить количество необходимых вентилей.
Ланьон утверждает, что компьютер, который в обычном случае использовал бы 50 традиционных квантовых вентилей, сможет обойтись всего девятью, если будет основан на троичном представлении.
Также, согласно некоторым исследованиям, использование кутритов вместо кубитов позволит упростить реализацию квантовых алгоритмов и компьютеров.

Итог:
В конечном итоге видно, что троичная симметричная система лучше двоичной системы в некоторых показателях, но не сильно выигрывает. Но с пришествием квантовых компьютеров троичные вычисления получили новую жизнь. Универсальные квантовые логические вентили — краеугольный камень новорожденных квантовых вычислительных систем — требует сотни вентилей для завершения одной полезной операции. Квантовый компьютер канадской компании D-Wave, анонсированный в прошлом году, состоит всего из 16 квантовых битов — кубитов — минимум, необходимый для управляемого вентиля «NOT». Использование в квантовом компьютере кутритов нужно было бы намного меньше вентилей для завершения одной операции. Я думаю, если бы началось производство и тестирование таких компьютеров, то результаты были бы лучше, чем у обычных компьютеров, вскоре началось бы массовое их производство, и про двоичные компьютеры все бы забыли…
Share post

Similar posts

AdBlock has stolen the banner, but banners are not teeth — they will be back

More
Ads

Comments 90

    +6
    Вот только современная электроника для этого плохо подходит, так как основана на транзисторах. Плюс на двоичной логике проще добиться высоких частот.
    В общем — нет не позволит, так как не получится создать схемы с той же степенью интеграции и работающие на той же частоте, что и современные двоичные.
    А если разрабатывать новые типы логических элементов, то это уже совсем иная история.
      0
      Ну скажем, современная флеш память тоже работает отнюдь не в двоичном режиме. Я имею в виду хранение данных в ячейках.

      Во вторых, как уже отмечал автор, перейти от двоичной к троичной не настолько фундаментально сложно, ибо это все еще описывается в терминах токов и зарядов. Два направления тока (±) либо его отсутствие (0), полярность заряда конденсатора (±) или отсутствие заряда (0). «Сырое» значение тристабильной MLC ячейки и т. д.

      Схемотехника усложняется, но совершенно преждевеременно говорить о том, что невозможно достичь тех же частот.

      P.S.: Автору еще было бы полезно упомянуть плотность записи информации, которая выражается соотношением y = ln(x)/x, где x — основание системы счисления. Так вот, это соотношение максимально для e ≈ 2,71, поэтому именно троичная логика ближе всего к оптимальной. Дальнейшее увеличение разрядности ведет только к усложнению схемотехники и в итоге к падению надежности.
        0
        "Во вторых, как уже отмечал автор, перейти от двоичной к троичной не настолько фундаментально сложно, ибо это все еще описывается в терминах токов и зарядов. Два направления тока (±) либо его отсутствие (0), полярность заряда конденсатора (±) или отсутствие заряда (0). «Сырое» значение тристабильной MLC ячейки и т. д."
        «Описывается в терминах токов и зарядов» и реализовать на полупроводниках — две большие разницы. Повторяю — транзистор в логике работает, как ключевой элемент. Чтобы получить три состояния нужно в два-три раза больше транзисторов. Соответственно, падает степень интеграции. Плюс, необходимо либо двойное питание чипа, либо дополнительное опорное. Это сильно усложняет разводку и снижает степень интеграции. Получается, что мало того, что транзисторов нужно больше на каждый логический элемент, так ещё и на чип этих транзисторов меньше помещается из-за более сложных связей.
        Суровая правда жизни.
        +1
        Я не собирался строить троичный компьютер на двоичных элементах. И я не совсем понял про частоты.
          0
          Про частоты — для того, чтобы «распознать» третье состояние нужно на один (я даже подозреваю, что на два) каскад транзисторов больше. А это означает более время срабатывания всего логического элемента, так как время переключения одного транзистора фиксировано. В результате троичные схемы на транзисторах всегда будут медленнее чем двоичные (по частотам). Плюс, ещё один момент. мы кодируем троичный сигнал напряжением. Пусть условно это будут уровни U0, U2,U3. В троичной схеме при переходе от состояния, например,U0 к состоянию U1 (промежуточному), за счёт переходный процессов сигнал может принимать противоположное крайнее состояние U2. Это требует расширения диапазона между уровнями и тоже снижает быстродействия. Помехоустойчивость, короче говоря. Например, если современные двоичные схемы работают с напряжением ~1.5 Вольта, то троичная на той же частоте потребует, например, 2 Вольта или больше. А это уменьшение скорости переключение (т.к. скорость нарастания фронта сигнала постоянна) и резкое увеличение выделяемого тепла (которое пропорционально квадрату напряжения), что тоже снижает быстродействие.
          +1
          1) частоты тут не причем. Другое дело что троичная логика в некоторых задачах быстрее работает. Проще.
          2) элементная база уже давно разработана

          Сейчас никто не мешает вам собрать троичный компьютер в рамках эксперемента. Но коммерческое их производство пока не оправдано.
            0
            1) Ха! Базовый логический элемент троичной логики будет иметь минимум на один транзисторный каскад больше. Соответственно время переключения такого элемента будет меньше чем двоичного. Плюс переходные процессы в троичных схемах могут быть значительно сложнее, так как активное переключение в промежуточный («средний») уровень на высоких частотах может быть непростой задачей.
            2) Она плохо подходит по топологию современных интегральных схем (и лично моё мнение — она вообще плохо подходит для полупроводников).
          +4
          Конечно, новые типы логических элементов, а то смысла нет тогда разрабатывать троиный компьютер на двоичных деталях…
            +3
            Я имел в виду элементы более низкого уровня. Сейчас там транзисторы. Которые работают, как ключевые элементы — есть напряжение — открыт; нет напряжения — закрыт. Реализация логики с тремя состояниями потребует гораздо более сложных схем, что резко отрицательно скажется на степени интеграции и быстродействии. Не говоря уже о том, что при работе с неким третьим промежуточным состоянием учитывать переходные процессы гораздо сложнее.
              +3
              ну собсно транзисторов надо будет по крайней мере вдвое больше
              + дополнительное питание (если симметричное)
              но это даже не самое главное
              думается мне что помехоустойчивость у троичной электроники несколько ниже
              проходящий плюс по соседней линии когда на основной минус может дать вполне неоднозначную ситуацию

              ЗЫ кстати в ряде случае аналоговые вычислительные комплексы реально намного удобнее цифровых
                +1
                Вот-вот. Жизненный опыт подсказывает, что не в двое больше транзисторов, а в трое. Плюс по всему чипу дополнительное опорное питание тащить.
                И дело даже не в наводках — на высокой частоте отражение сигнала от конца лини уже само-по себе создаёт замечательную помеху.
                  –1
                  Не одно поколение компьютерных ученых выросло с ощущением того, что троичные вычисления уже не за горами. Современные компьютеры хранят информацию в двоичной системе, логической репрезентации «истины» и «лжи», true & false. Троичные же вычислительные системы хранят информацию как представляющую «ложь», «ноль» и «истину»: 0, 1, 2 или –1, 0, 1.

                  Методы двоичных вычислений восходят еще к эпохе перфокарт. Когда данные переместились на магнитные и транзисторные носители, двоичная система продолжала процветать, а переключение на троичную казалось неактуальным: объем носителей был достаточным и постоянно возрастал.

                  Но с пришествием квантовых компьютеров троичные вычисления получили новую жизнь. Универсальные квантовые логические вентили — краеугольный камень новорожденных квантовых вычислительных систем — требует сотни вентилей для завершения одной полезной операции. Квантовый компьютер канадской компании D-Wave, анонсированный в прошлом году, состоит всего из 16 квантовых битов —кубитов — минимум, необходимый для управляемого вентиля «NOT».

                  Расширение квантовых компьютеров неизбежно, даже если основой будут продолжать оставаться тепершние технологии. Однако группа исследователей под руководством Б.П. Ланьона из Квинслендского университета предложила новую методику для ускоренного расширения квантовых компьютеров с использованием хорошо исследованной области троичных вычислений.

                  Современную репрезентацию «истины» и «лжи» можно обозначить как «бит». Эквивалент бита в квантовом комьютере называется «кубит». Данные, сохраненные традиционными компьютерами в троичной системе, называются «тритами»; их квантовый эквивалент носит название «кутрит».

                  Подлинное новаторство метода Ланьона в том, что, используя в универсальных квантовых вентилях кутриты вместо кубитов, исследователи могут существенно снизить количество необходимых вентилей.

                  Ланьон утверждает, что компьютер, который в обычном случае использовал бы 50 традиционных квантовых вентилей, сможет обойтись всего девятью, если будет основан на троичном представлении.

                  www.infuture.ru/article/475
                    +2
                    Состояния не «ложь», «ноль», «истина», а «ложь», «неизвестно/не определено», «истина».
                    И при чём тут квантовые вычисления? Там скорее идёт состояние на непрерывном промежутке [«ложь»..«истина»], нежели в троичной системе.
                    И по статье — малоосмысленный пример. Проще было привести пример а-ля «известна истина», «ничего не известно», «известна ложь».
                    Ну а про ёмкость и говорить стыдно — без троичных элементом электроники к созданию троичных систем вычисления лучше даже не прикасаться — затраты на тот же объём резко возрастают:
                    числа 1/0 в двоичной системе требует одного транзистора, в троичной — 3х,
                    число 2 в двоичной — 2, в троичной — 3
                    число 3 в двоичной — 2, в троичной — 6,
                    число 4 в двоичной — 3, в троичной — 6 и так далее. Где экономия?
                    И вообще в 16тиричной ещё меньше надоразрядов, так что теперь? Пытаться строить шестнадцатиричные элементы ВТ?
                      0
                      Состояния можно по-разному называть, а насчет шестнадцатеричных систем счисления у нее есть минусы по сравнению с троичной.
                        +1
                        Троичная система из всех целочисленных имеет самую высокую плотность записи. Да и троичная логика элегантнее двоичной, и включает в себя ту же двоичную логику. Алгоритмы на троичной логике в большинстве случаев эффективнее.

                        Помниться где-то писали что было предложено использовать троичную логику для квантовых компьютеров, что позволило бы сократить количество вентилей, причем существенно, что должно уменьшить стоимость. Но там просто заявления, подтверждений или каких-то обоснований я не увидел, хотя причин сомневаться в этом я не особо увидел.
                          0
                          Вот-вот, разумный человек! В статье написано то же, использование кутритов сильно уменьшит количество необходимых вентилей
                            0
                            А вот статью не читал, каюсь. Посчитал что то что было доказано лет 400 назад не нуждается в прочтении (по поводу троичной системы и ее плюсах перед двоичной).
                            0
                            Чем вы измеряете плотность записи?

                            Вопрос к элементной базе. Было бы выгоднее — давно бы сделали.
                              +1
                              Так делают, просто очень и очень мало, и только для исследовательских целей.

                              Плотность записи? ru.wikipedia.org/wiki/Позиционная_система_счисления#.D0.AD.D0.BA.D0.BE.D0.BD.D0.BE.D0.BC.D0.B8.D1.87.D0.BD.D0.BE.D1.81.D1.82.D1.8C — тут все описано.
                                0
                                «Так делают» — вот именно, что только для исследовательских целей — значит на данный момент не потянуть создание ВТ с настоящей троичной логикой без значимых потерь производительности.
                                Будет элементная база — будут делать в пром. масштабах.
                                  0
                                  Элементная база то есть, просто для промышленного производства троичных комьютеров нету смысла на данный момент.
                                  Скажем транзисторы тоже разные бывают. Просто заменой элементной базы можно повысить производительность (я о обычных транзисторах). Просто стоимость, которая выходит при этом, значительно превышает прирост производительности или уменьшение тепловыделения. Это было актуально в космической промышленности. На данный момент видимо производство троичных компьютеров себя так же не оправдывает из-за дополнительных затрат. которые никак не окупятся.
                              0
                              «Помниться где-то писали что было предложено использовать троичную логику для квантовых компьютеров, что позволило бы сократить количество вентилей, причем существенно, что должно уменьшить стоимость.»
                              В этой же ветке комментариев, которую вы прокомментировали?
                      0
                      Не совсем, они будут сложнее, но для выполнения какой-либо логической их надо будет меньше по количеству
                    +2
                    3n>2n (где n-натуральное число)… Для доказательства были построены таблицы и диаграммы в Excel на основе таблицы расчетов.

                    шедевр

                    Но с пришествием квантовых компьютеров троичные вычисления получили новую жизнь

                    обоснуйте, пожалуйста
                      +4
                      3n>2n

                      Пока это утверждение было проверено только для первых 1,048,576 натуральных чисел (больше в Excel пока не влазит строк). Для подтверждения этой теории для большего ряда ученые с нетерпением ожидают выхода новых версий Excel.
                        +6
                        Простите, ошибся когда писал, там 3^n>2^n
                        • UFO just landed and posted this here
                          +6
                          Простите, ошибся когда писал, там 3^n>2^n
                            0
                            Про квантовые компьютеры, дело наверное в том, что «левый спин», «правый спин», «нет спина»? Либо, соответственно поляризация?
                          +4
                          Граждане! По что статью минусуете?
                          Хорошая же статья, годная!
                          Да, в конце более чем спорные выводы, но сама статья-то не плохая! Или вы всё это уже знали?
                          Негоже минусовать из-за жалкого одного абзаца, выражающего личное мнение автора.
                          Совести у вас нет.
                            –2
                            С такими размышлениями лучше использовать 8 или 16-тиричную системы. Числа получаются ещё более компактными. Но только сложность реализации схемы для такой логики возрастает в разы.
                              +2
                              Нет, я же привел математическое доказательство, что для максимальной мощности и емкости памяти наилучшая система с целочисленным основанием — троичная.
                              Ещё плюс троиной симметричной, что не нужен дополнительный трит для показания отрицательного числа, как дополнительный бит в двоичной. 5 это +-- -5 это --+
                                +1
                                Ээээ… вот тут про отрицательные числа по-моему лукавите. Какой дополнительный бит/трит? В двоичной тоже не нужен тогда: 0=000; 1=001; -1=111; Видите? Никакого дополнительного бита — просто отрицательных чисел на одно больше.
                                  –3
                                  Это вы путаете 111 это 7, почитайте литературу, в конце концов откройте стандартный калькулятор
                                    0
                                    Угу, 111=7. 1111=15 и так далее, а -1 как же тогда? :)
                                      –3
                                      Для -1 тоже 001 но будет дополнительный бит, который показывает отрицательное или положительное число
                                        +3
                                        Как принятно говорить, я просто оставлю это здесь.
                                          +1
                                          Очень плохо. Так уже давно никто с целыми числами не работает. Во-первых, получается два ноля (положительный и отрицательный). Во-вторых, усложняется схема сумматора. Сейчас работают в дополнительном коде, где отрицательные числа начинаются со всех единиц и идут в сторону уменьшения двоичного представления (111=-1; 110=-2; 101=-3 и т.п.). Что, на сколько я понимаю, полностью соответствует вашему примеру из троичной системы (с поправкой на систему счисления, конечно же)
                                            0
                                            Да, но при этом получается, что например в случае байта есть значение -128 (10000000b), но нет значения 128. Т.е. несимметрично получается.
                                              0
                                              Именно так. Отрицательный чисел на одно больше. Но нет проблемы двух нолей.
                                        0
                                        И кстати, действительно, откройте стандартный калькулятор ;)
                                          0
                                          При арифметических операциях отрицательные числа записывают как инвертированные. Для каждого алгоритма свои правила. С троичной логикой же можно это дело значительно упростить. Я увы давно позабыл все это, к сожалению.
                                            0
                                            Да, вы правы, в троичной чтобы отобразить число обратное данному на до заменить плюсы на минусы, минусы на плюсы, а нули оставить
                                            10 +0+
                                            -10 -0-
                                              +2
                                              Что и есть инверсия для троичной системы :)
                                        0
                                        Математическое доказательство получится, когда вы найдете минимум функции p*ceilng(log_{p}(N)), где p — основание, N — размер диапазона чисел, которые нужно представить. Например, дифференцированием. Правда минимум не в тройке, но близко. :-)
                                          0
                                          Не совсем понял. Объясните пожалуйста
                                      0
                                      Не надо что-то утверждать и сразу минусовать, спросите, скажите где и правда ошибка, чтобы я знал в чем я ошибаюсь и изменял статью
                                        0
                                        В выводах Может быть лучше добавить что-то про квантовые компьютеры и кубиты. Так сказать обосновать актуальность троичной системы. Если будут/есть иные физические принципы базовых логических элементов, то можно говорить о практическом смысле троичной системы. В таком свете статья будет выглядеть гораздо более полно и логично. А сейчас получается уже очень категорично — в интел/амд все дураки и не знают, как электронику делать.
                                          +1
                                          Нет, они не дураки, в МГУ в 50-е годы построили троичный комп, но из-за того что на рынке уже продавались все двоичное, и из-за нахлынувших двоичных компов прекратили производство
                                            0
                                            Ну, во-первых, как я уже писал выше, повышения быстродействия от троичной системы на полупроводниках ждать не приходится — на чип поместится в разы меньше меньше логических элементов (раза в три-четыре), а частота будет заметно ниже. В результате никакого прироста быстродействия не будет. Сами по-себе троичные схемы известны и кое-где применяются. Если бы они были эффективнее, то Интел бы душу продала, но реализовала их. В конце концов троичный процессор/сопроцессор можно соединить преобразователем интерфейса с обычной двоичной шиной.
                                            Кстати, в СССР тоже были компьютеры с троичной системой («Сетунь», кажется, или что-то подобное). Вполне успешные для своего времени. Но по мере развития полупроводников оказались нежизнеспособными — за те же деньги и при той же сложности оказалось возможным сделать более быстрые ЭВМ на двоичной логике.
                                              0
                                              Блин, МГУ и есть СССР :))))
                                                –2
                                                Да, я о том же, и да и нет, Интел не смотрит на эти технологии, потому что заняты деньгами и вообще эта тема с троичной системой мало кому известна. Просто сейчас нет средств для изобретения троиного компьютера. Все двоичное! Но если попробовать…
                                                  +7
                                                  Либо Вы, дорогой товарищ, студент, и тогда простительно. Либо у меня для Вас плохие новости…
                                                  Говорить, что троичная система мало кому известна… Что Интел не смотрит на эти технологии…
                                                  Это, как бы так сказать, слишком категорично :)
                                                  Во-первых, все нормальные инженеры об этом знают. И тема достаточно популярна. По-моему даже наше всё — Кнут, свято верил, что троичная система вытеснит двоичную.
                                                  Во-вторых, Интел продаст душу и незадумываясь выкинет все свои фабрики и построит новые даже ради 20% прироста производительности. Они тратят на R&D более $18000000000 в год.
                                                  В-третьих, именно Интел, если не ошибаюсь сообщила о работающем протитипе на оптических логических элементах и троичной системе. Так что, есть мнение, что этот вопрос все кому нужно держат на контроле и только и ждут появления технологий, позволяющий реализовать его в железе.
                                                  И, в-четвёртых, троичная система действительно не эффективна на полупроводниках. Это сложно объяснить, но это завязано на само понятие транзистора, на топологию миросхем и на переходные процессы в электрических цепях. Но там где нужно применяется уже и три состояния и даже больше. Начиная от микросхем памяти и заканчивая скоростными интерфейсами. Но не для логики.
                                                    +2
                                                    Ладно, извиняюсь, скорее всего вы правы
                                                      0
                                                      А график? График где, ась?
                                                      0
                                                      Самое смешное, что видимо многие люди думают о троичной. Я вот то же относительно недавно о ней задумался и интересовался. Это показатель :)
                                                        0
                                                        возможно, что упрощение на уровне реализации железа, приводит увеличению сложности при написании софта.
                                                          +1
                                                          Согласен. У нас как-то на электронике зашел разговор про троичную систему. Препод рассказал, какие проблемы приходится решать в двоичной системе, резюмировал что нынешняя электроника это компромисс между «плохо» и «очень плохо», и потом заметил, что для троичной системы таких проблем на порядок больше…
                                                            0
                                                            Если не сложно поподробнее, какие проблемы?
                                                              +1
                                                              Ну например, возьмем обычный КМОП инвертор. Тут факторы, ограничивающие скорость переключения ключа — это емкость затвора (чем она больше, тем большим током нужно переключать), выходное сопротивление (чем оно меньше, тем быстрее можно перезарядить затвор следующего ключа, или тем больше других входов можно подключить к данному выходу — выше нагрузочная способность). И очень сложно улучшить одно не ухудшив другое. Также, транзисторы должны быть либо полностью открыты, либо полностью закрыты — иначе находясь в полуоткрытом состоянии транзистор превращается в печку. А для этого уровни сигнала — высокий и низкий — должны хорошо различаться и полностью открывать/закрывать транзисторы.
                                                              Теперь возьмем троичную логику — тут либо нужно делать ее на базе двоичных ключей, и тогда для передачи трита придется вместо одного провода использовать 2, ну и количество транзисторов увеличивается как минимум в 2 раза, больше проблем с гонками, сложнее схема. Либо использовать три уровня сигнала (например, позитивный, ноль, негативный) — но тогда усложняется распознавание уровней, так как либо нужно увеличивать диапазон напряжений, а это повлечет увеличение токов перезарядки затворов, либо в тот же диапазон делить на большее количество зон — но тогда становится менее уверенным распознавание уровней на большой частоте например. Опять же, если в двоичной логике рассматривались только переходные процессы с 0 в 1 и наоборот, то тут приходится учитывать уже не 2, а 6 разных переходных процессов. Например, при переходе из -1 в 1 из-за емкости затворов на какой-то момент напряжение примет значение 0, что может быть ошибочно воспринято логическим элементом.
                                                              Короче, проблем много, я к сожалению всего не вспомнил…
                                                                0
                                                                Интересно, но в любом случае глупо строить троичный компьютер на двоичных элементах
                                                                  0
                                                                  Для нормальной работы транзистор должен быть либо закрытым, либо открытым. Т.е. всего два состояния, третьего не дано. Потому если строить троичный компьютер на транзисторах, то в любом случае придется его делать на двоичных элементах.
                                                                    0
                                                                    Спасибо, если не трудно вспомните и напишите все проблемы, мне очень интересны эти трудности
                                                    +3
                                                    В МГУ в 50е построили компьютер и для ряда задач он применялся, НО
                                                    — над ним работала ограниченная группа учёных, которые не смогли доказать превосходства над двоичной (а тогда был СССР и была ситуация взрывного роста использования ВТ, если бы смогли доказать — взяли бы на вооружение и строили бы),
                                                    — они сильно отставали от двоичной,
                                                    — они таки не придумали элемент микроэлектроники с троичной логикой.

                                                    PS могу даже подсказать, за что вас минусуют:
                                                    — сформулированы мысли неточно, местами заносит (например плюсы, представленные вами, по сути, являются одним пунктом, который, к тому же, весьма спорен в свете отсутствия базовых электронных элементов с троичной логике)
                                                    — некоторые глупости (число e в целочисленном виде записывать — однозначная глупость),
                                                    — категоричность суждений,
                                                    — преподавательский тон (в плохом смысле этого слова).
                                                      0
                                                      Где преподавательский тон?
                                                        +1
                                                        Информация:
                                                        Троичная система счисления — позиционная система счисления с целочисленным основанием, равным 3. Существует в двух вариантах: несимметричная и симметричная.
                                                        //skipped
                                                        Дальше:

                                                        Вот это + категоричность суждений воспринимается как преподавательский тон. По крайней мере для меня.
                                                        Не хватает только «пишем дальше» :-)
                                                          +1
                                                          :) исправим!
                                                    0
                                                    Что именно добавить в статью?
                                                      0
                                                      А все минусуют и минусуют. Нет разберитесь для начала…
                                                        +2
                                                        Это ещё не минусуют :) Это, скорее, наблюдают :)
                                                          +2
                                                          Я не минусовал, но прежде чем писать эту статью, можно было почитать уже написанные на Хабре. Если вы их читали, то это не заметно.
                                                          Кроме того, D-Wave уже продаёт компьютеры с 128 кубит, а у вас информация из 2007 года. Можно было освежить данные, прежде чем писать. Если D-Wave делает на кубитах, а не на кутритах, то вероятно, кубиты на данном этапе выгоднее или вообще — возможны. Они уже много лет занимаются квантовыми компьютерами, сомневаюсь, что троичная логика для них не ведома, а тем более кутриты.

                                                          Рекомендую — освежать сведения перед использованием. Искать причины, почему умные мира сего не используют золотую жилу. Т.е. разобраться в причинах. Да, часто бывает, что гениальные идеи просто не замечены и пылятся. Например, отказ от стилуса и ёмкостный экран. Ёмкостный экран и новый интерфейс это то, что стоит больше денег и может потенциально провалиться, но может и выстрелить — нет реальных ограничений. А вот отсутствие* «транзистора» для троичных вычислительных модулей это ограничение.
                                                          *Кстати, в статье не написано, а есть ли такие элементарные модули?
                                                          +2
                                                          Я же говорю — что-нибудь про квантовые компьютеры и кубиты. Обосновать, так сказать акутальность. Один-два абзаца. У Вас же там про обычные компьютеры упоминается и складывается ощущение, что весь мир идёт не тем путём, а статья начинает пахнуть какой-то альтернативщиной.
                                                            +2
                                                            Написал
                                                              +1
                                                              Ну, и прекрасно. И не нужно парится на счёт минусов, тут и не такие чудеса бывают. Статья хорошая.
                                                      0
                                                      А график у всех отображается? У меня нет графика.
                                                        0
                                                        Верните график "построенный с помощью Microsoft Excel."!!! Его нет!
                                                        –1
                                                        В последнее время никому не интересно, как сделать проще, надёжней, аккуратней. Вот и троичную систему с сетунью из помойки достали.
                                                          –1
                                                          Вычисления это, конечно, здорово. А как хранить-то будете? Те же SSD и HDD — намагничено/ненамагничено, есть заряд/нет заряда, ячейка заряжена/разряжена. Как третье состояние хранить?
                                                            0
                                                            Пока никак, нет троичных деталей, устройств… В том то и дело, я просто высказал хотел полностью рассказать о такой логике, но чтобы такой комп построить нужно для начала детали создавать троичные… Это просто рассказть и задуматься…
                                                              0
                                                              trinary.ru/discussions/section/hardware/archive — Тут описаны вроде бы все составные части для проектирования троичного комьютера. Тут есть схемы и ячеек памяти, и регистров и тригеров различных, так что проблемы с тем как что хранить особо нету. Хотя в случае с HDD будет чуть сложнее.
                                                                0
                                                                Бегло просмотрел. Большая часть схем, тут описанных — это логические схемы, а вот понятных электрических схем, описывающих используемую в логических схемах элементную базу, я что-то не нашел…
                                                                  0
                                                                  Т.е. судя по всему, тут используется обычная двоичная логика, а троичность достигается за счет того, что один трит передается не по 1 проводу, а по трем (вот например)
                                                                0
                                                                Намагнитить в разных направлениях можно, только сложнее.
                                                                +2
                                                                Самый очевидный пример троичной логики: да/нет/не знаю.
                                                                Если хотите побаловаться в троичной логике — добро пожаловать в SQL.
                                                                  0
                                                                  одним из выводов напрашивается, что надо использовать систему счисления с основанием e.
                                                                    0
                                                                    Вот это интересно, но как?
                                                                      0
                                                                      Увы в информатике использовать не целочисленное основание не выйдет. А вот в математике используют.
                                                                        0
                                                                        Ну, вообще-то можно даже использовать систему с иррациональным основанием. Когда-то я находил статью с обоснованием почему выгодно использовать систему с основанием золотого сечения (навскидку, из-за избыточности и возможности восстанавливать ошибки). Но сейчас статьи быстро не найду. Зато есть вот такая статья.
                                                                          0
                                                                          тут нужна система не с иррациональным основанием, а с дробным. Число эйлера для кодирования информации подходит очень хорошо. И не забывайте, что помимо кодирования нужна еще и логика. Так что других вариантов как использовать целочисленное основание я не могу предложить. Да и не вижу в этом смысла.

                                                                    Only users with full accounts can post comments. Log in, please.