16-Bit-CPU in Excel gebaut: Youtuber zeigt die vielleicht erste "downloadbare CPU"
Das Tabellenkalkulationstool Excel lässt sich für allerhand Projekte "zweckentfremden" - etwa für eine funktionsfähige 16-Bit-CPU. Den Aufbau und die Durchführung des Projekts zeigt der Youtuber Inkbox in einem neuen Video.
In Microsoft Excel steckt immer mehr Potenzial, als man denkt - ein Video des Youtubers Inkbox ist der jüngste Beweis für die variablen Einsatzmöglichkeiten der Tabellenkalkulationssoftware. Denn dieser zeigt in der rund viertelstündigen Aufnahme, dass es ohne den Einsatz von Visual-Basic-Makros (VBA) möglich ist, eine funktionsfähige 16-Bit-CPU in Excel zu bauen. Das Spreadsheet enthält zudem 128 KiB Arbeitsspeicher und ist in der Lage, Inhalte auf einem Display mit 128 x 128 Pixeln Auflösung und 16 Farben anzuzeigen.
Im Video selbst zeigt Inkbox die benötigten Arbeitsschritte, um den auf Github zur Verfügung stehenden "Excel-Prozessor" zu erstellen. So musste etwa eine eigene Befehlssatzarchitektur mit 23 Opcodes sowie 25 Instruktionen entworfen werden; ebenso wurden sämtliche Einheiten wie das Steuerwerk (Control Unit) und die Arithmetisch-logische Einheit (ALU) in einzelne Module ausgelagert. Auch ein Arbeitsspeicher mit 128 KiB Größe ist im Spreadsheet enthalten. Alle Module wurden komplett ohne den Einsatz von Skripten oder Plugins in Visual Basic geschrieben, gewissermaßen handelt es sich hierbei "nur" um eine außerordentlich geschickte Sammlung und Verknüpfung klassischer Excel-Formeln.
Der Clou des "System-on-a-Spreadsheet", wie Inkbox das Projekt auch nennt, ist der Compiler, den der Youtuber ebenfalls von Grund auf entworfen hat. Bei "EXCEL-ASM16" handelt es sich um eine Assembler-Sprache, die mit 23 verschiedenen Instruktionen ausgestattet sogar Binärdateien unterstützt. Tatsächlich kann sich das Endergebnis am Ende des Videos sehen lassen, ist aber eigenen Angaben zufolge deutlich beschleunigt worden. Die effektive Frequenz liege hier bei zwei bis drei Hertz, sodass wir nicht empfehlen, die Frage "Can it run Doom" mit der Excel-CPU auszuprobieren - beeindruckend ist das Projekt aber allemal.
Edit: Aber wenn es z.B. nur als Visualisierung für Informatikstudenten gedacht wäre, dann wäre es eine sehr gute und deutlich vollständigere Visualisierung, als man sie üblicherweise bekommt.
Edit2: Die erste downloadbare CPU ist es natürlich auch nicht
Tatsächlich wird heutzutage die Software für neue Prozessorarchitekturen schon entwickelt, bevor es überhaupt physische Exemplare gibt - also anders ausgedrückt, die "downloadbare" CPU in Form einer Software-Implementierung gibt es oft, bevor es die entsprechende Hardware gibt. Man startet einfach VMs mit der Software-CPU und entwickelt dort die Software für die neue Architektur.
Wenn man eine CPU speziell für die Ausführung von Doom entwerfen würde, mit perfekt darauf abgestimmter IPC bzw. Ausführungseinheiten, was wäre dann das absolute Minimum an Takt mit dem man davonkommen könnte?
Hypothetisch könnte man ja sagen 30 Hertz für 30 fps oder 60 Hertz für 60 fps WENN alle Berechnungen für einen Frame in einem Taktzyklus abgearbeitet werden könnten.
Aber das wird wohl unrealistisch sein.
Hmmmm.....