Aus Bits und Bytes werden Trits und Trytes

X-CosmicBlue

PCGH-Community-Veteran(in)
Um Computer leistungsfähiger zu machen, gibt es verschiedene Ansätze.

Der wohl Offensichtlichste: Man schraubt am Takt.

Ein anderer Ansatz ist die Anzahl der Datenleitungen, Rigister und des addressierbaren Raumes, aber wie auch hier im Forum bereits erwähnt wurde: 64bit reichen bei CPUs für die nächsten Jahre. Die Speicheranbindung bei GPUs hingegen ist kontinuierlich gewachsen.

Was viele gern vergessen: Man kann die Befehlssätze erweiteren, weniger Takte für eine Berechnung brauchen, Pipelines optimieren.

Was bleibt ist das Bit. Umgangssprachlich gern mit "Strom an/Strom aus" erklärt, denn das Bit kann nur die Zustände 1 und 0 annehmen.
Dies ist aber falsch, da es nicht um Ströme, sondern um Spannungen geht?

Was wäre aber, wenn man hier einmal die Entwicklung ansetzt?

Ich präsentiere das Trit.
Statt nur Spannung vorhanden oder keine Spannung vorhanden zu erkennen, hängt der Zuständ auch von der Richtung der Spannung ab.
Zustände gibt es also 3: Spannung in die eine Richtung, keine Spannung, Spannung in die andere Richtung, oder aber -1, 0 und 1.

Moment! Mehr Zustände? Das klingt doch nach Quantencomputer.
Richtig, nur das das hier eben noch kein Quantencomputer ist, sondern eine Stufe davor, eventuell etwas, was wir erwarten können, bevor Quantencomputer für jedermann zugänglich und finanziell attraktiv sind, was durchaus noch ein paar Jahrzehnte dauern kann (wer ein wenig Ahnung hat - wahrscheinlich mehr als ich - weiß, das die Heisenberg'sche Unschärferelation arge Probleme darstellt).

Aber nun gut, zurück zu den mehr Zuständen.
Was bedeutet das?

Nun, schauen wir uns ein Byte an. Es besteht aus 8 Bit. Es können 2 hoch 8 Zeichen dargestellt werden, was 256 entspricht. Das B steht für Binär.
Wollte man die gleiche Anzahl mit der Basis 3 darstellen, so läge 3 hoch 5 am nächsten dran, was 243 entspricht, man müßte also auf 13 Zeichen verzichten, oder aber man erweitert die Anzahl der Verfügbaren Zeichen auf 3 hoch 5, also 729!

Wenn man sich jetzt noch vorstellt, das die Festplatte wie oben bereits erwähnt nicht nur zwischen magnetisiert und nicht magnetisiert unterscheidet, sondern auch festellen kann, in welche Richtung, also ob der magnetische Nord- oder Südpol in Richtung des Lesekopfes zeigt, dann bedeutet das eine deutlich höhere Datendichte.
729 Zeichen, wo es vorher noch nicht mal ein Byte gab: 2 hoch 6 = 64.
Das Tryte ist geboren. Tr am Anfang, weil trinär.

Wozu die ganzen Zeichen?

Ähnliches hat man sich bei AMD wohl auch gefragt, als man die ersten x64-CPU entwickelte. Wofür die ganzen neuen Bits? So entschloß man sich zum Beispiel, das letzte Bit für das sogenannte NV-Flag zu nutzen, eine Sicherheitsmaßnahme, um zu verhindern, das Bufferoverflows für das Einschleusen von Schadcode ausgenutzt werden kann.

Ähnlich stell ich mir das bei 729 Zeichen auch vor, schließlich sind das fast dreimal so viele wie ein Byte darstellen kann. Es fällt sicher nicht schwer, zu den 256 bekannten, weitere 470 Zeichen zu finden und zum Beispiel die letzten 3 für interne Checksummen-Zeichen zu reservieren. So ließe sich überprüfen, ob bereits eines der Trits fehlerhaft übermittelt oder manipuliert wurde.

Meiner Erkenntnis nach hat das ganze nur einen Haken:
Heutige Transistoren können eben leider nur mir Spannung/keine Spannung arbeiten, man müßte hier ein grundsätzlich neues Transistorprinzip entwickeln. Dennoch denke ich, das dies schneller und eher entwickelt ist, als ein Quantencomputer, obwohl in diesem Bereich die Forschungen schon begonnen haben.

Was haltet Ihr von der Idee?
Kann man sich mit den Begriffen Trit und Tryte anfreunden?
Haltet Ihr das Konzept für sinnvoll?
 
Kleiner einwand, es gibt mitlerweile nicht mehr nur "strom an" "strom aus".
Es gibt sogenannte flags, das ist der bereich zwischen "1" und "0" wo der strom auf die nen spannung steigt.
es dem entsprechend steigende flags und fallende flags, diese werden auch zu übermittlung von informationen benutzt, ich weiß zwar nicht in wie weit sich das im PC integriert hat, aber in anderen automaten wird es deffinitiv schon verwendent!

(Quelle: Vorlesung zut Technischen Informatik I , von Prof Roßmann :) )

Zu deinem vorschlag mit dem trit, das ist technisch nicht wirklich zu realisieren, man kann nicht einfach die richtung des strom ändern, das würde ne menge probleme geben!
 
Und da haben wir wieder dem Begriff Strom und seine Richtung.
Transistoren sind aber nicht Strom, sondern spannungsgesteuert. Und Spannungen zu ändern ist kein Problem.
Das Problem seh ich dann wirklich schon eher darin, das Transistoren nur Ströme und damit Spannungen in eine Richtung passieren lassen, wenn am Gate eine Spannung anliegt. Ist diese Gatespannung zu niedrig, kommt kein Strom durch, zu hoch, geht der Transisitor kaputt, auf negative Spannungen reagiert das Gate garnicht.
 
Und da haben wir wieder dem Begriff Strom und seine Richtung.
Transistoren sind aber nicht Strom, sondern spannungsgesteuert. Und Spannungen zu ändern ist kein Problem.
Das Problem seh ich dann wirklich schon eher darin, das Transistoren nur Ströme und damit Spannungen in eine Richtung passieren lassen, wenn am Gate eine Spannung anliegt. Ist diese Gatespannung zu niedrig, kommt kein Strom durch, zu hoch, geht der Transisitor kaputt, auf negative Spannungen reagiert das Gate garnicht.

Das wäre zum beispiel ein aufkommendes Problem.
Es müsste ein neuer Hableiter, da sollen die wissenschaftler doch eher weiter an Supraleitern forschen :daumen:
 
naja, das wäre noch durch transistor schaltungen machbar, nur wo die doppelte (oder noch mehr) anzahl an transistoren unterbringen???^^ wohl eher kontraproduktiv...

dann doch lieber der 3 dimensionale prozessor, gestern auf der main von pcgh...
 
Noch ein kleiner Einwand:
Wenn man sich jetzt noch vorstellt, das die Festplatte wie oben bereits erwähnt nicht nur zwischen magnetisiert und nicht magnetisiert unterscheidet, sondern auch festellen kann, in welche Richtung, also ob der magnetische Nord- oder Südpol in Richtung des Lesekopfes zeigt, dann bedeutet das eine deutlich höhere Datendichte.
Ich habs in Info bereits so gelernt, dass der Lesekopf zwischen nach Norden bzw. Süden ausgerichtetem Magnetfeld unterscheidet. Magnetisiert ist ja die ganze Platte.
 
Das mit den 3 Zuständen habe ich mir auch schon mal überlegt, aber als ich mehr Ahnung von der Materie hatte - so in der Oberstufe - schnell wieder verworfen ;)
 
Und da haben wir wieder dem Begriff Strom und seine Richtung.
Transistoren sind aber nicht Strom, sondern spannungsgesteuert. Und Spannungen zu ändern ist kein Problem.
Das Problem seh ich dann wirklich schon eher darin, das Transistoren nur Ströme und damit Spannungen in eine Richtung passieren lassen, wenn am Gate eine Spannung anliegt. Ist diese Gatespannung zu niedrig, kommt kein Strom durch, zu hoch, geht der Transisitor kaputt, auf negative Spannungen reagiert das Gate garnicht.

Das würde auch auf den Fet-Transistor ankommen, weil es gibt auch welche, bei denen eine negative Spannung zur Bezugsmasse notwendig ist...
Wenn ich mir irgendwie richtig gemerkt habe, gibts da ein Konzept für einen Tunneltransistor, der in beide Richtungen durchlässig ist, womit das Problem behoben wäre...
Es bliebe aber noch das Problem der Auswertung der Signale zu klären...

Das Problem wäre wie bereits angesprochen wurde, das die Schaltungen dazu zu komplex werden würden... Theoretisch kannst du eine vielzahl an Spannungen am Transistor provozieren, die dann z.B. über Schmitttrigger ausgewertet werden könnten, die Sache hätte nur den Harken, das wieder mehr Bauteile verwendet werden müssten....:wall::)
 
Das mit den 3 Zuständen habe ich mir auch schon mal überlegt, aber als ich mehr Ahnung von der Materie hatte - so in der Oberstufe - schnell wieder verworfen ;)

Du meinst den "nicht definierten Zustand, der unter allen Umständen vermieden werden muss"? :D

Das Problem dürfte weniger die Theorie sein, sondern die eher passenden Bauteile zu entwickeln, die das dann auch umsetzen. Ein Transistor braucht afaik 0,7 Volt zwischen Basis und Emitter zum Schalten, das ist aber keine Spannung, die willkürlich gewählt wurde, sondern eine die sich aus den verwendeten Materialien ergibt.

Ich schätze mal, wäre das so leicht möglich, eine Schaltelektronik mit 3 oder mehr Zuständen zu entwickeln, gäbe es schon lange Rechner basierend auf dem Dezimalsystem.
 
Ich denke der Sprung vom Binärsystem zu einem Trippelsystem ist so klein, dass da die Leute die sowas wirklich entwickeln schon lange drauf gekommen währen..

Außerdem währen Trippel herzlich inkonsequent da sie absolut keinen Vorteil bieten. Da könnte man dann auch gleich das Dezimal oder Hexadezimalsystem nehmen.

Äh jetzt wo ich das schreibe kapiere ich eigentlich wie blödsinnig das ist. Was versprichst du dir denn von 3 zuständen? Da geht doch deswegen GAR NIX schneller. Es wird nur anders kodiert, anders abgelegt, anders damit gerechnet. Das System ist nur ANDERS aber bietet Null Vorteile.
 
Ich denke der Sprung vom Binärsystem zu einem Trippelsystem ist so klein, dass da die Leute die sowas wirklich entwickeln schon lange drauf gekommen währen..

Außerdem währen Trippel herzlich inkonsequent da sie absolut keinen Vorteil bieten. Da könnte man dann auch gleich das Dezimal oder Hexadezimalsystem nehmen.

Äh jetzt wo ich das schreibe kapiere ich eigentlich wie blödsinnig das ist. Was versprichst du dir denn von 3 zuständen? Da geht doch deswegen GAR NIX schneller. Es wird nur anders kodiert, anders abgelegt, anders damit gerechnet. Das System ist nur ANDERS aber bietet Null Vorteile.

Das finde ich jetzt nicht. Wenn man pro Informationseinheit mehrere verschiedene Werte übertragen kann, wäre das schon ein Vorteil.

Will man z.B. Zählen benötigt man beim Binären Sytem schon ab der Ziffer 2 ein 2tes Bit, um es zu kodieren und auch irgendwo hin zu versenden, während man bei einem 3er-System erst ab der Ziffer 3 eine weiteres "Trit" benötigt. Damit werden die Daten kompakter und handlicher in der Darstellung und Verarbeitung. Ein Byte fasst nur nur 2^8 Informationen, während ein "Tryte" 3^8 Informationen kodieren könnte. Will man auf einer seriellen Leitung die Ziffer 2 versenden, braucht es beim binären System 2 Takte, beim Trippel-System nur einen.

Afaik stellt der Quantencomputer ja auch ein Dreier-System dar: "1" , "0" und "undefiniert".
 
Zuletzt bearbeitet:
Hm. Kannst schon recht haben, war wohl etwas vorschnell. Bin immer noch gut angetüdelt ^^

Naja aber meines Wissens hat hat ein Quantencomputer keinen undefinierten Zustand. Den haben wir in der Logik ja jetzt im moment auch schon - z.b. bei einem Flipflop manchmal..

Im Gegensatz zu unsren normalen Computern wird halt beim Quantencomputer kohärent superponiert. Binär ist es trotzdem.
Ich hoffe zumindest da hab ich recht :ugly:
 
Zur Festplatte:
Prinzipiell kennt die auch "unmagnetisiert". Aber erzeuge mal ein genau so starkes Magnetfeld, dass aus deinem "+" ein "0", aber noch kein "-" wird - bei 344gBit/in², knapp 11in Umfang und 15000rpm.
(Okay, ich geb zu: Es gibt -noch- keine Festplatte, die alle 3 Werte in sich vereint. Unterm Strich kommen aber trotzdem imposante 1612916613 Bit/s oder umgekehrt 0,6 ns Verweildauer unterm Lesekopf bei raus)
Wenn du dass kannst, sollte es eigentlich auch nicht viel schwieriger sein, gleich 4,6 oder 8 Zustände zu definieren.

Bei Transistoren scheitert das ganze aber schon lange vor der Frage, wie man negativen Stromfluß erzeugen und zur Schaltung eines Transistors einsetzen möchte - nämlich an der Frage, was eigentlich geschaltet wird:
Ein Transistor kann nämlich wirklich nur 1 und 0 - entweder er lässt Strom durch oder nicht.
Aber kann nicht aus einer anliegenden positiven Spannung eine negative machen, wenn nach einer 0 (->"aus"->"0") und einer 1 (->"ein"->"strom fließt=1") eine -1 kommt.
Die einzige Möglichkeit, mit einem Transistor mehr als 2 Zustände zu erhalten, ist ein mehr oder minder analoger Einsatz, der weitere Zustände zwischen "ein" und "aus" kennt - was aber genau die Präzisionsprobleme aufwirft, deren Vermeidung die Digitaltechnik stark gemacht hat.

Für was anderes brauchen wir grundlegend neue Technologien und die müssen erstmal genauso schnell werden.
 
Ehe man so eine Art "Zwischenlösung" entwickelt und Millionenbeträge investiert, ist es vielleicht doch sinnvoller, gleich in die nächste Form überzugehen.

Es wird ohnehin so sein, dass in nächste Zeit auf massive Parallelisierung gesetzt wird. Das ist einfach günstiger. Zumindest für die Hardwarehersteller. Die Softwareentwickler müssen "neu anfangen". Naja.

Ich halte die Triple-Idee ehrlich gesagt für Frevelei. :-)
 
Afaik stellt der Quantencomputer ja auch ein Dreier-System dar: "1" , "0" und "undefiniert".
Korrektur: Der Zustand ist nicht "undefiniert" sondern aufgrund der Beschaffenheit unzähliger, gleichzeitig möglicher Quantenzustände schlicht "endlos" , also kein Dreier sondern mehr ein Endlossystem, Ein "Byte" wäre dann mit x^8 (wobei x eigentlich gegen unendlich streben würde) definiert, was ganz lustige Berechnungsmodelle eröffnen würde :ugly:


Aber selbst ein Dreier-System (wobei ich mir nicht so recht vorstellen kann, wie man so ein System bauen soll) würde mehr verkomplizieren als bringen, bedenke nur mal: Die Entwickler trauen sich ja nicht mal vom x86-Befehlssatz abzurücken, das Binärsystem als elementare Sprache der Hardwarebasis abzulösen wäre dagegen ein noch extremerer Schritt, der eine ganz neue IT erfordern würde.

Sollte rein hypothetisch der Schritt zu so einem System erfolgen, wäre die Berechnung an sich natürlich enorm entschlackt und beschleunigt, aber ich denke, dass es schon am Umstieg scheitern würde.
 
Technisch realisierbar ist momentan das DreierSystem nicht
wenn man damit anfängt wäre ein vielfaches von 2 sinnvoller, um leichter eien portierung der alten systeme zu erreichen.

Was ich zu dreierzustände ganz interessant finde ist auch eine programmiersprache, die ein kollege mir mal erzählt hat. Da gibt dann halt tab, freizeichen und enter (nicht mehr sicher) und damit werden prorgamme geschrieben.
Am besten solls dann sein, wenn man ne datei öffnet und nur eine weiße seite sieht ;)
 
ich sage nur

"AN" und "AUS"

das sind grundsolide Zustände die sehr unanfällig für Störungen sind.



0000 0001

und

0000 0010

sind

0000 0011

und das ist gleich

3


Kannst Du mir an einem Trits und Trytes Rechensystem zeigen wie Du Dir das Vorstellst?
 
das ist doch einfach

000 000 001
+000 000 002
=000 000 010

Du scheinst noch nie mit anderen basen gerechnet zu haben
 
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