理论上肯定是有可能的。

因为字长的大小跟CPU的制程没有太大关系,所以不会碰到量子学的障碍,理论上多大的字长都可以。

实际上困难在于设计和制造上。

1Mbit的字长,那么一个寄存器就要有1024*1024位,这么大的一个寄存器,如何保持信号的稳定性是个大难题,CPU对外的总线宽度也会大的离谱,这么宽的总线如何保持信号稳定并且互相不干扰实在是太难了。我能想到的办法是降速。

为什么现在不少高速设备都是串行的,比如USB,比如SATA,因为串行传输在高速模式下各条线的干扰非常小。并行传输需要同步,高频传输时各条线之间干扰极大。所以如果是1Mbit的字长,我觉得可以考虑把传输频率降低到1KHz左右了。

CPU内部的信号频率极高,在这种情况下,如果要保证如此大字长的信号稳定、同步传输,那么设计上的困难是非常大的,一点点的扰动可能产生的危害就是致命的。

而且寄存器都这么大了,那么ALU和各级缓存肯定都不小了,那么一个芯片的尺寸肯定也不会小了,制造成本肯定也不小,所以肯定困难重重啊。

而且,地址线+数据线,加起来得有几百万个吧,CPU的引脚得多少才够用呢?

我的结论是:能是肯定能的,但未必实用,速度未必就很快,制造和设计肯定会十分困难。

根据题主补充的问题,我也做一个补充,最长用多大的字长肯定是综合考虑效率和成本,如果芯片的核心尺寸能大幅度提高,芯片设计和制造成本能大幅度降低,那么肯定会有人设计更大的字长。大字长可以带来更快的计算速度,但如果计算速度带来的效益不足以抵消设计成本,那么大字长的芯片就不会普及。所以简单的说,应该就是够用就好了。

— 完 —

本文作者:时国怀

【知乎日报】
你都看到这啦,快来点我嘛 Σ(▼□▼メ)

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延伸阅读:
理论上一个超级计算机的 CPU 数量有限制吗?
计算机系统内的字长到底指的是什么?

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