A Simple CPU on the Game of Life (2021)
Схема простого процессора в «Жизни» — часть 4
Строим первый настоящий компьютер: 2-конвейерную машину неограниченных регистров (URM). Она факторизует 15 за несколько минут.
Что такое URM
- Теория: бесконечное число регистров с неограниченными целыми.
- Практика: 16 регистров по 4 бита.
- Инструкции:
INC Rx— увеличить.DEC Rx— уменьшить.JNZ Rx, Addr— переход, если не ноль.
Этого достаточно для полной Тьюринговой машины. Например, сложение:
ADD:
jnz R1, END
dec R1
inc R2
jmp ADD
END:
Архитектура
- Верхний левый угол: тактовый генератор.
- Рядом: регистровый файл (16×4 бит) — вся RAM.
- Справа: АЛУ, умеет только инкремент.
- Ниже: счётчик команд (PC) и ПЗУ на 128 4-битовых команд.
- Слева от ПЗУ: конвейерные триггеры для одновременного чтения и исполнения.
- Край справа: четыре семисегментных дисплея для вывода.
Особенности «Жизни»
В реальном железе минимизируют транзисторы; в «Жизни» главное — минимизировать площадь и задержку клеток.
Комментарии (11)
- Пользователи в восторге от наглядности «жизни» как модели вычислений, хотя кто-то считает её сложнее обычных логических символов.
- Conway, по мнению комментаторов, был бы в восторге.
- Вопрос о стеке сайта остался без ответа, но все хвалят дизайн.
- Пошутили о запуске DOOM и о «человеческом компьютере» из «Задачи трёх тел».