Hogyan működhet a 32-64 bites kapcsoló a számítástechnikában?
Bevezetés
Ezen a ponton minden laptop és asztali számítógép 32 bites 64 bites processzorra vált át. Bár ez a helyzet, egyes számítógépek továbbra is rendelkeznek a 32 bites Windows verziókkal, ami némi hatással van arra , hogy mennyi memóriát tudnak elérni. Még mindig vannak olyan low-end mobil processzorok, amelyek 32 biteset használnak, bár a szoftver még mindig rendelkezésre áll.
A nagy terület, ahol a 32 bites és a 64 bites feldolgozás valóban problémát jelent a tabletta processzorokkal szemben . A legtöbb mobiltelefon és tabletta jelenleg 32 bites processzorokat használ. Ez elsősorban azért fontos, mert hatékonyabbá válnak az energiafelhasználás tekintetében, és a hardver méretét már korlátozták. Mégis, a 64 bites processzorok egyre gyakoribbak, ezért érdemes megértenünk, hogy a 32 bites és a 64 bites processzorok hogyan befolyásolhatják a számítógép élményét.
Bits megértése
Minden számítógépes processzor bináris matematikára épül, mivel a tranzisztorok tartalmazzák a félvezetőket a chipeken belül. A dolgok nagyon egyszerű megfogalmazása érdekében egy kicsit egyetlen 1 vagy 0 vagy egy tranzisztor által feldolgozott tároló. Minden processzort bittel dolgoznak fel. A legtöbb processzor most 64 bites, de mások számára, még mindig csak 32 bitre korlátozható. Tehát mit jelent a bitszám?
A processzor ezen bitminősége határozza meg a legnagyobb numerikus számot, amelyet a processzor képes kezelni. A legnagyobb szám, amelyet egy órai ciklusban lehet feldolgozni, megegyezik a bit-teljesítmény teljesítményével (vagy exponensével). Így a 32 bites processzor képes akár 2 ^ 32-ig, akár 4,3 milliárddal kezelni. Bármelyik szám nagyobb, mint ez egynél több órai ciklust igényel a feldolgozáshoz. Egy 64 bites processzor viszont képes kezelni egy sor 2 ^ 64 vagy körülbelül 18,4 kilogramm (18,400,000,000,000,000,000) értéket. Ez azt jelenti, hogy egy 64 bites processzor képes lenne hatékonyabban kezelni a nagyszámú matematikát. Most a processzorok nem csak szigorúan végzik a matematikát, de a hosszabb húr azt jelenti, hogy fejlettebb parancsokat képes végrehajtani egyetlen óraütemben, nem pedig többszörözésre.
Tehát, ha két hasonló processzora van ugyanabban az órában, hasonló programozási parancsokkal, akkor egy 64 bites processzor kétszer olyan hatékony, mint egy 32 bites processzor. Ez nem teljesen igaz, mert minden óraciklus nem feltétlenül használja az összes bitet egy passzban, de bármikor nagyobb, mint 32, a 64 bites időt vesz igénybe az adott utasításhoz.
A memória a kulcs
A processzor bitminősítésével közvetlenül érintett másik elem az a memória mennyisége, amelyet a rendszer támogat és hozzáférhet. Vessünk egy pillantást a mai 32 bites platformokra. Jelenleg a 32 bites processzorok és az operációs rendszer összesen 4 gigabájt memóriát támogat a számítógépben. A 4 gigabájt memóriából az operációs rendszerek csak 2 gigabájt memóriát tudnak kiosztani egy adott alkalmazáshoz.
Ez sokkal fontosabb a laptop és asztali számítógépek esetében . Ez azért van, mert bonyolultabb programokhoz és alkalmazásokhoz férnek hozzá, hogy ne említsék a processzorok memóriájához szükséges helyet. A mobil processzorok viszont korlátozott helyet foglalnak el, és általában a memória integrálódnak a processzorba. Ennek eredményeképpen az okostelefonok és táblagépek felső végfelhasználói általában csak 2 GB memóriával rendelkeznek, így nem érik el a 4 GB-os határértékeket.
Miért fontos ez? Nos, a memória mennyisége, amelyre a processzor befolyásolta a programok összetettségét. A legtöbb kisebb tablet és telefon nem képes rendkívül összetett alkalmazások, például a Photoshop futtatására. Ez az oka annak, hogy egy olyan cégnek, mint az Adobenak, számos más alkalmazást kell elhelyeznie, amelyek az összetettebb PC program különböző aspektusait képesek megtenni. Ha 32 bites processzort használ a memória korlátozásaival, soha nem fogja elérni azt a komplexitási szintet, amelyet egy teljes személyi számítógép képes.
Mi a 64 bites CPU, 64 bites operációs rendszer nélkül?
Eddig a feldolgozók képességeiről beszéltünk az architektúrán alapulva, de itt van egy kulcsfontosságú pont. A processzor teljes használata csak annyira jó, mint az ehhez írt szoftver. A 64 bites processzor 32 bites operációs rendszerrel való futtatása a processzor számítástechnikai potenciáljának nagy mennyiségét veszíti el. A 32 bites operációs rendszer csak a processzor nyilvántartásának felét fogja használni, ezáltal korlátozva számítási képességét. Még mindig ugyanolyan korlátozásokkal rendelkezik, mint egy meglévő 32 bites processzor ugyanazzal az operációs rendszerrel.
Ez valójában meglehetősen nagy probléma. A legtöbb architektúra-változás, például a 64 bites processzorok általában egy teljesen új programcsomagot írnak nekik. Ez nagy probléma mind a hardvergyártók, mind a szoftvergyártók számára. A szoftvercégek nem akarják írni az új szoftvert, amíg a hardver nem megy, hogy támogassák a szoftver értékesítését. Természetesen a hardver emberek nem tudják eladni a terméküket, hacsak nincs olyan szoftver, amely támogatja. Ez az egyik fő oka annak, hogy a vállalati processzorok, például az Intel IA-64 Itanium-jának problémái voltak. Az architektúrára kevés szoftver íródott, és a 32 bites emuláció a meglévő operációs rendszerek futtatásához súlyosan megzavarta a CPU-t.
Tehát, hogyan állnak az AMD és az Apple a problémát? Az Apple elkezdte hozzáadni a 64 bites patcheket operációs rendszeréhez. Ez további támogatást is tartalmaz, de még mindig 32 bites operációs rendszeren fut. Az AMD más utat választott. A processzort a natív x86 32 bites operációs rendszerek kezelésére tervezte, majd további 64 bites regisztereket. Ez lehetővé teszi, hogy a processzor a 32 bites processzort hatékonyan futtassa 32 bites kóddal, de a jelenlegi 64 bites Linux vagy a közelgő Windows XP 64-es verzióval a CPU teljes feldolgozási potenciálját kihasználja.
A 64 bites számítástechnika ideje?
A kérdésre adott válasz igen és nem. Az ipar a 32 bites számítástechnika korlátait érinti a magasabb számítógépes számítógépek nagy részén, mint például a vállalati és az energiafelhasználók. Ha a számítógépeknek növelniük kell a sebességet és a feldolgozási teljesítményt, meg kell változtatniuk a következő generációs processzorokat. Ezek olyan rendszerek, amelyek általában sokkal több memóriát és nagyszámú számítást igényelnek, ami a 64 bites platform közvetlen előnyeit fogja eredményezni.
A fogyasztók egy másik kérdés. Az átlagfogyasztó által a számítógépen végrehajtott feladatok nagy része több, mint a meglévő 32 bites architektúra. Végül a felhasználók elérik azt a pontot, ahol a 64 bites számítástechnikára való váltásnak van értelme, de jelenleg nem. Hány fogyasztó valószínűleg még 4 gigabájt memóriával rendelkezik a számítógépes rendszerben még a következő két évben is?
A 64 bites számítástechnika valódi előnyei végül a fogyasztók felé hullanak. A gyártók és a szoftverfejlesztők szeretnék korlátozni a termékek változatosságát, hogy támogassák őket a költségek csökkentése érdekében. Emiatt végül csak a 64 bites hardverek és szoftverek gyártására összpontosítanak. Egészen addig, ez lesz a rögös út azok számára, akik úgy döntenek, hogy korai alkalmazók.