Megaprocessor: CPU, které skutečně můžeme vidět v akci

Megaprocessor je spíše vzdělávací pomůckou a zajímavostí, neboť jde o 16bitové CPU pracující na 20 kHz, které má 256 bajtů paměti a potřebuje 500W zdroj. Většinu z jeho energie ale spotřebují LED a číslicové displeje, díky nimž však můžeme pozorovat, jak tento procesor pracuje. Megaprocessor je dílem Jamese Newmana z Cambridge a můžeme ho označit za sálový procesor složený z několika stavebních bloků, které reprezentují jednotlivé části jako paměť, registry, ALU či jednotku pro dekódování instrukcí. LED pak ukazují, jak data proudí skrz okruhy procesoru, takže to je podobné, jako bychom sledovali elektrony proudící v obvodech mikroprocesoru.
První na ráně je paměťový blok skládající se z 27.000 tranzistorů, přičemž samotná logika CPU má 15.300 tranzistorů, ovšem řada z nich obsluhuje právě LED. Pokud bychom ty vypustili, pak by mělo CPU pouze 6.800 tranzistorů, což je ale stále asi 2x více, než měl originální mikroprocesor 6502, v němž se tvůrce Megaprocessoru inspiroval. CPU je zatím vybaveno pouze 16bitovou aritmetickou jednotkou a je možné, že jej Newman také doplní jednotkou FPU pro výpočty v plovoucí řadové čárce, ale to už bychom předbíhali.

A jak Megaprocessor vůbec vznikl? Jako v mnoha případech jde o neplánované dílo, neboť Newman započal svůj projekt s cílem pochopit funkci běžného tranzistoru, čili základního stavebního kamene procesorů, což se mu dle jeho vlastních slov jaksi vymknulo z rukou. Pak už Newman pojal za cíl to, aby vytvořil stroj, který bude moci vizuálně znázornit, jak se data a signály pohybují v procesoru, který zpracovává nějaký program. Vytvořil tak na dnešní dobu velice jednoduchý a přerostlý procesor, který svou práci odhaluje pomocí LED. Na výsledek se můžete podívat v následujícím videu:

Můžeme se tak vrátit do doby, kdy byly výpočetní systémy založeny na součástkách, jež jsme mohli vzít do ruky a nešlo o miliardy tranzistorů na centimetru čtverečném.

Zdroj: Extremetech