64-bitno računarstvo

Kako može prelazak od 32 do 64 bita poboljšati računarstvo?

Uvod

U ovom trenutku, svi lični računari laptop i desktop su prešli sa 32-bitnih na 64-bitne procesore. Iako je to slučaj, neki računari i dalje imaju 32-bitne verzije Windows-a što ima određene implikacije na to koliko memorije mogu pristupiti. Još uvijek ima nekoliko mobilnih procesora koji koriste 32-bitne programe, zbog čega je softver i dalje dostupan.

Velika oblast u kojoj je 32-bitna i 64-bitna obrada stvarno problem ima veze sa tablet procesorima . Većina mobilnih telefona i tableta trenutno koristi 32-bitne procesore. Ovo je prvenstveno zato što imaju tendenciju da budu efikasniji kada je u pitanju njihova upotreba energije, a hardver je već ograničen veličinom. Ipak, 64-bitni procesori postaju sve češći, pa je dobra ideja da shvatite kako 32-bitni i 64-bitni procesori mogu uticati na vaše iskustvo računara.

Razumevanje bita

Svi računarski procesori zasnovani su na binarnoj matematici zbog tranzistora koji čine poluprovodnike unutar čipova. Da stavimo stvari u veoma jednostavne termine, malo je pojedinačno 1 ili 0 ili je pohranjeno na procesuiranim od strane tranzistora. Svi procesori se odnose na njihovu mogućnost za procesiranje bitova. Za većinu procesora, ovo je 64 bita, ali za druge, ipak može biti ograničeno samo na 32 bita. Dakle, šta znači broj bita?

Ovaj bitni procenat procesora određuje najveći brojčani broj koji procesor može da obradi. Najveći broj koji se može obraditi u jednom ciklusu takta će biti ekvivalentan 2 snagu (ili eksponentu) rejtinga. Prema tome, 32-bitni procesor može upravljati brojem do 2 ^ 32 ili približno 4,3 milijarde. Bilo koji broj veći od ovoga će zahtijevati više od jednog takta ciklusa za obradu. 64-bitni procesor, s druge strane, može upravljati brojem od 2 ^ 64 ili približno 18,4 kvintiliona (18,400,000,000,000,000,000). To znači da bi 64-bitni procesor mogao efikasno upravljati velikim brojem matematike. Sada procesori ne rade samo striktno, već duži niz znači da može da dovrši naprednije komande u jednom ciklusu takta, a ne da se mora podeliti na višestruke.

Dakle, ako imate dva uporediva procesora koja rade na istoj brzini takmičenja za slične programske komande, 64-bitni procesor može biti efektivno dvostruko brži od 32-bitnog procesora. Ovo nije sasvim tačno jer svaki ciklus ciklusa ne mora nužno koristiti sve bitove u pasusu, ali u bilo koje vrijeme je veće od 32, 64-bit će zauzeti pola vremena za tu instrukciju.

Memorija je ključ

Jedan od ostalih stavki koje direktno utiču bitni rejting procesora je količina memorije koju sistem može podržati i pristupiti. Hajde da pogledamo sadašnje 32-bitne platforme današnjice. Trenutno 32-bitni procesori i operativni sistem mogu podržati ukupno 4 gigabajta memorije na računaru. Od 4 gigabajta memorije, operativni sistemi mogu dodeliti samo 2 gigabajta memorije datoj aplikaciji.

Ovo je mnogo važnije kada je u pitanju prenosni i desktop računari . To je zato što imaju pristup složenijim programima i aplikacijama da ne pominju prostor za memoriju za procesore. Mobilni procesori, s druge strane, imaju ograničen prostor i uglavnom imaju memoriju integrisanu u procesor. Kao rezultat toga, čak i vrhunski procesori za pametne telefone i tablete uglavnom imaju samo 2GB memorije tako da ne dosegnu granice od 4GB.

Zašto je to važno? Pa, količina memorije koju je procesor uticala na složenost programa. Većina manjih tableta i telefona nemaju mogućnost pokretanja izuzetno složenih aplikacija kao što je Photoshop . Zbog toga kompanija poput Adobea mora da stavi i druge mnoge aplikacije koje mogu vršiti različite aspekte jednog kompleksnijeg PC programa. Korišćenjem 32-bitnog procesora sa ograničenjima memorije, on nikada neće postići isti nivo složenosti u kojem je pun lični računar sposoban.

Šta je 64-bitni CPU bez 64-bitnog operativnog sistema?

Do sada smo govorili o mogućnostima procesora zasnovane na njihovoj arhitekturi, ali tu je ključna tačka. Potpuna upotreba procesora je jednako dobra kao softver koji je napisan za to. Pokretanje 64-bitnog procesora sa 32-bitnim operativnim sistemom će završiti trošenje velike količine računarskog potencijala procesora. 32-bitni operativni sistem će koristiti samo pola registara procesora, čime ograničava svoje računarske sposobnosti. I dalje će imati sva iste ograničenja na tome da postojeći 32-bitni procesor ima isti OS.

Ovo je zapravo prilično veliki problem. Većina arhitektonskih promena kao što su 64-bitni procesori obično zahtijevaju potpuno novi set programa za njih. Ovo je veliki problem za proizvođače hardvera i proizvođače softvera. Softverske kompanije ne žele da napišu novi softver dok se hardver ne napiše kako bi podržao njihovu prodaju softvera. Naravno, hardver ne može prodati svoj proizvod, osim ako nema softvera koji ga podržavaju. Ovo je jedan od glavnih razloga zašto su CPU-ovi kao što je IA-64 Itanium iz Intel-a imali problema. Bilo je malo softvera napisanog za arhitekturu i njegova 32-bitna emulacija za pokretanje postojećih operativnih sistema ozbiljno oštetila CPU.

Dakle, kako se AMD i Apple srušavaju oko ovog problema? Apple je počeo dodati 64-bitne zakrpe za svoj operativni sistem. Ovo dodaje dodatnu podršku, ali se i dalje radi na 32-bitnom operativnom sistemu. AMD je napravio drugu rutu. Procesor je dizajnirao da upravlja osnovnim x86 32-bitnim operativnim sistemima, a zatim dodao dodatne 64-bitne registre. Ovo omogućava procesoru da radi 32-bitni kôd efikasno kao 32-bitni procesor, ali sa trenutnim 64-bitnim verzijama Linuxa ili predstojećim Windows XP 64 koristiće se potpuni procesni procesor CPU-a.

Da li je pravo vrijeme za 64-bitno računarstvo?

Odgovor na ovo pitanje je i da i ne. Industrija dostigne granice 32-bitnog računarstva za većinu tržišta računara višeg nivoa, kao što su korisnici preduzeća i energije. Ako računari povećavaju brzinu i procesorsku snagu, neophodno je napraviti skok na sledeću generaciju procesora. To su sistemi koji obično zahtevaju mnogo više memorije i kalkulacije velikog broja koje će imati direktne prednosti 64-bitne platforme.

Potrošači su druga stvar. Većina zadataka koje prosječni potrošač radi na računaru su više od odgovarajuće pokrivene postojećom 32-bitnom arhitekturom. Na kraju, korisnici će doći do tačke gde će se prebaciti na 64-bitno računarstvo imati smisla, ali trenutno ne. Koliko potrošača će verovatno imati čak 4 gigabajta memorije u računarskom sistemu čak iu naredne dvije godine?

Stvarne prednosti 64-bitnog računarstva će na kraju dovesti do potrošača. Proizvođači i proizvođači softvera žele ograničiti raznovrsnost proizvoda koje moraju podržati kako bi pokušali smanjiti troškove. Zbog toga će se konačno fokusirati isključivo na proizvodnju 64-bitnog hardvera i softvera. Do tada, to će biti neugodan prevoz za one koji odluče da budu rani usvojitelji.