Napjainkban egyre többet hallani a ternáris, azaz a hármas számrendszeren alapuló számítógépekről és gondoltam érdemes lenne megemlíteni, hogy bizony van már napjainkban is egy új gép, igaz ez még nagyon gyerekcipőben jár, de ugyanakkor nagyon izgalmasnak tűnhet az informatika világát kedvelők számára.
Aki még soha nem hallott a témáról, annak egy kis bevezető egy korábbi írásomban az alábbi linken:
https://www.skamilinux.hu/2025/12/05/ternaris-technologia-a-binaris-rendszer-elfeledett-alternativaja/
Mielőtt valaki csúnyán megróna érte, sajnos a cím egy kicsit becsapós, mert a cikk írásának pillanatában valóban csak az 5500fp CPU létezik fizikai értelemben, de már készülőben az 5500sw és egy távolabbi terv is 3927es fantázia névvel, de ez utóbbi még csak erősen kísérleti verzió, míg az sw már előrendelhetőnek van feltüntetve.
Bővebben a projekt weboldalán:https://www.ternary-computing.com/hardware
Tehát ahogy azt a címben is olvashattuk, a processzor egy5500FP, amit itt is láthatunk a képen:
- Órajel~12 MHz
- RISCarchitektúra
- Memória4K trit (alap egység a trit, nem a bit)
- Szóméret24 trit
- Regiszterek81 db (Word size)
- Címbusz22 trit
- Ternárisjela külső buszon
- Ternary ISA(Instruction Set Architecture) a processzor és a szoftver közötti interfész nem bitekkel (0, 1), hanemtritekkel(–1, 0, +1) dolgozik.
AzFPgondolom azFPGAtechnológiára utal, azSWjelölés pedig askywaterrövidítése.
Akinek esetleg nem lenne teljesen világos mi a különbség, annak itt egy kis összefoglaló a skywater 130 -ról:
https://www.skamilinux.hu/2026/02/03/mi-az-a-skywater-130-es-mi-koze-az-informatikahoz/
A Wikipédián pedig egy nagyon jó leírás az FPGA technológiáról:
https://hu.wikipedia.org/wiki/Field-programmable_gate_array
Bár az5500FPnevében is benne van az FPGA (Field-Programmable Gate Array), ez valójában egy kényszermegoldás. Az FPGA-k alapvetőenbináriseszközök, így egy ternáris CPU-t rajtuk futtatni olyan, mintha egy kör alakú lyukba próbálnánk belegyömöszölni egy háromszöget: megoldható, de rengeteg üres hely marad.
Az FPGA-k belsejében apró logikai blokkok (LUT – Look-Up Tables) és flip-flopok találhatók, amik szigorúan 0 és 1 állapotok kezelésére lettek tervezve.
Egyetlen ternáris „trit” (–1, 0, 1) tárolásához az FPGA-n legalább2 bináris bitrevan szükség.
A következmény:Mivel 2 bit összesen 4 állapotot tud leírni ($2^2 = 4$), de nekünk csak 3 kell, a negyedik állapot teljesen kárba vész. Ez a memóriánál és a regisztereknél is jelentős (legalább 25%-os) fizikai területveszteséget jelent.
A ternáris számítástechnika (különösen abalanced ternary) egyik fő ígérete, hogy kevesebb huzalozással és kevesebb logikai kapuval tud több információt átvinni.
Az FPGA-n futó ternáris CPUnem fogyaszt kevesebbet, sőt: mivel bináris kapukkal „szimuláljuk” a hármas logikát, az áramkör bonyolultabb lesz, több tranzisztor kapcsol át, így az energiahatékonyság előnye teljesen elveszik.
Feszültségszintek hiánya is gondot jelent.
A „valódi” ternáris hardver (mint amit az5500SWASIC-nél céloznak meg) fizikailag három feszültségszintet használna (pl.$-5V, 0V, +5V$).
Az FPGA kimenetei és belső útvonalai csak alacsony (Low) és magas (High) feszültséget ismernek, emiatt az FPGA-n nem tudjuk kihasználni a ternáris logika fizikai sűrűségét; csak a matematikai logikáját tudjuk utánozni bináris alapon.
Az5500SWazért fontos mérföldkő, mert aSkyWater 130folyamat lehetővé teszi egyedi tranzisztor-elrendezések tervezését. Itt már elméletileg megvalósítható, hogy:
- A tranzisztorok közvetlenül a három állapot egyikét vegyék fel.
- Csökkenjen a huzalozás sűrűsége (kevesebb vezeték kell ugyanannyi információhoz).
- Valódi sebességelőnyt érjenek el az FPGA-s emulációhoz képest (ezért ugrik az órajel 12 MHz-ről 300 MHz-re).
Az FPGA remek eszköz a ternáris utasításkészlet (ISA) tesztelésére és a szoftverfejlesztésre, de pont a ternáris technológia lényegét – a fizikai egyszerűséget és hatékonyságot – öli meg.
Az alaplap a GargantuRAM elnevezéssel és 1.3 -as verziószámmal látták el.
A mellékelt képen látható, hogyan is néz ki valójában.
Egy 17×17 cm -es ITX alaplap tulajdonságaival rendelkezik, hogy beleférjen egy szabványos asztali PC házba és normál ATX táp biztosítja az áramellátást is. A Ternáris CPU foglalalat mellett további eszközök és csatlakozások:
- 8 Mtryte RAM ( itt a trit az alap egység és ugye 6 trit egy trájt)
- ROM a Startup/OS számára
- 2 soros port
- 1 SD kártya olvasó
- 1 hálókártya port
- 1SPI külső csatlakozó
- 1 hardveres óra
- 1 Ternáris csatlakozó bővítőkártyák számára
A Gargatuan angol szó jelentése egyébként: rettentően nagy, óriási, hatalmas, gigászi, tehát az alaplap neve is egyben egy szójáték. 😀
A harmadik képen pedig láthatjuk teljes egészében a ternáris gépet, íme:
A fejlesztés mögött egy olasz fejlesztőpáros áll:Claudio La RosaésCesare di Mauro. A projektetTernary Computer Systemnéven futtatják, és először a 2021-es Maker Faire Rome eseményen keltettek vele nagyobb feltűnést.
Claudio La Rosa:Informatikaprofesszor (Monza környékén tanít), a projekt egyik fő ideológusa és tervezője,
Cesare di Mauro:Tapasztalt mérnök (korábban például a BMW csoportnál dolgozott vezető QA mérnökként), aki a hardveres megvalósításért és a minőségbiztosításért felel.
Nem csupán egy hobbi-számítógépet akartak építeni, hanem egy teljesen új számítástechnikai ökoszisztémát. A munkájuk több pilléren nyugszik:
- Saját architektúra:Kidolgoztak egy ternáris alapú utasításkészletet (ISA).
- Szoftveres környezet:Készítettek hozzá saját assembly nyelvet, emulátort és fejlesztői eszközöket (ezek nagy része elérhető a
ternary-computing.comoldalon). - Fejlődési út:Az5500FPvolt az első „kézzelfogható” prototípus (FPGA alapokon), míg a5500SWmár az a szint, ahol a ternáris logikát valódi integrált áramköri szinten (ASIC) próbálják megvalósítani, kihasználva a SkyWater nyílt forráskódú chipgyártási lehetőségeit.
Bár a projektnek van egyfajta „garázsprojekt” bája, szakmai körökben (például a Redditr/retrocomputingvagyr/hwstartupsközösségeiben) komolyan jegyzik őket, mert ők az elsők a Szovjetunió (Setungép) óta, akik ennyire komplex, modern ternáris hardver-szoftver stacket tettek le az asztalra.
További információk a projekt hivatalos weboldalán:https://www.ternary-computing.com/
A Pycon előadás érdeklődőknek:Ternary CPUs: how they work and how Python helps designing one
