64-bitine arvutus

Kuidas saab arvuti 32-bitine 64-bitist muuta?

Sissejuhatus

Sel hetkel on kõik sülearvuti- ja lauaarvutite arvutid 32-bitise 64-bitise protsessoriga üle viidud. Kuigi see on nii, on mõnel arvutis ikka veel 32-bitised Windowsi versioonid, mis mõjutavad seda, kui palju mälu neil on. Siiski on endiselt mitu väiksemat mobiilset protsessorit, mis kasutavad 32-bitti, kuid sellepärast on tarkvara endiselt saadaval.

Suur koht, kus 32-bitine versus 64-bitine töötlemine on tõesti probleem, on seotud tahvelarvutite töötlejatega . Enamik mobiiltelefoni ja tahvelarvutid kasutavad praegu 32-bitiseid protsesse. See on peamiselt seetõttu, et nad on oma võimsuse kasutamisel tõhusamad ja riistvara on juba piiratud suurusega. Siiski muutuvad 64-bitised protsessorid levinumaks, mistõttu on hea mõte mõista, kuidas 32-bitiste versioonidega 64-bitised protsessorid võivad teie arvutit mõjutada.

Bitite mõistmine

Kõik arvutiprotsessorid põhinevad binaarsetel matemaatilistel põhjustel transistoride tõttu, mis sisaldavad kiipe sees olevaid pooljuhte. Kui asju üsna lihtsasti sõnastada, on natuke 1 või 0, mis on salvestatud transistori poolt töödeldud kujul. Kõik protsessorid viitavad nende bitise töötlemise võimele. Enamiku protsessorite puhul on see praegu 64-bitti, kuid teistele võib see olla piiratud ainult 32-bitisega. Mida tähendab bittide arv?

Protsendi bitiarvutus määrab suurima numbrilise numbri, mida protsessor võib hakkama saada. Suurim arv, mida saab ühe tsükli jooksul töödelda, võrdub bitiarvutuse võimsusega (või eksponentiga) 2 võrra. Seega võib 32-bitiste protsessoriga töödelda arvu kuni 2 ^ 32 või ligikaudu 4,3 miljardit. Iga arv, mis on suurem, vajab töötlemiseks rohkem kui ühte tsüklit. 64-bitise protsessoriga saab teiselt poolt töödelda mitmeid 2 ^ 64 või ligikaudu 18,4 kvintiilioni (18 40000 000 000 000 000). See tähendab, et 64-bitisel protsessoril oleks võimalik suurema arvu matemaatikaga tõhusamalt käsitseda. Nüüd töötlejad ei tee rangelt matemaatika vaid seda, et pikem string tähendab seda, et ta suudab täiendada rohkem täpsemaid käsklusi ühel kellaajamendil, mitte jagada mitmeks.

Seega, kui teil on sarnaseid programmeerimiskäske kasutades kaks samaväärse töökiirusega võrreldavat protsessorit, võib 64-bitisel protsessoril olla tegelikult 32-bitise protsessoriga kaks korda kiirem. See ei ole täiesti õige, sest iga kella tsükkel ei pruugi tingimata kõiki passi bitti kasutada, kuid igal ajal on see suurem kui 32, võtab see 64-bitine käsu pool aega.

Mälu on võti

Üks muudest objektidest, mida protsessor otseselt mõjutab, on mälu hulk, mida süsteem saab toetada ja juurde pääseda. Vaatame praeguseid 32-bitiseid platvorme. Praegu saavad 32-bitised protsessorid ja opsüsteem toetada kokku 4 gigabaiti mälu arvutis. 4 gigabaiti mälust võib operatsioonisüsteem anda ainult konkreetsele rakendusele ainult 2 gigabaiti mälu.

See on palju olulisem sülearvutite ja lauaarvutite puhul . Seda seetõttu, et neil on juurdepääs keerukamatele programmidele ja rakendustele, rääkimata ruumi mälu töötlejatele. Teisest küljest on mobiilprotsessoritel piiratud ruumi ja tavaliselt on mälu protsessori integreeritud. Selle tulemusena on isegi nutitelefonide ja tahvelarvutite tipptasemel protsessoritel üldjuhul vaid 2 GB mälu, mis ei jõua 4 GB piirideni.

Miks see nii on? Noh, protsessori mälu hulk on mõjutanud programmide keerukust. Enamik väiksemaid tahvelarvuteid ja telefone ei suuda kasutada väga keerukaid rakendusi nagu Photoshop . Sellepärast peab selline ettevõte nagu Adobe paljude muude rakenduste jaoks kasutama mitmeid keerukama arvutiprogrammi erinevaid aspekte. Kui kasutate 32-bitise protsessoriga oma mälupiiranguid, siis ei saavuta see kunagi sama keerulist taset, mida täisarvuti suudab.

Mis on 64-bitise operatsioonisüsteemi 64-bitise protsessoriga?

Seni oleme rääkinud töötlejate suutlikkusest lähtuvalt nende arhitektuurist, kuid siinkohal on oluline teema. Protsessori täielik kasutamine on sama hea kui selle jaoks kirjutatud tarkvara. 64-bitise protsessoriga 32-bitise operatsioonisüsteemi käivitamine hakkab raiskama suurt hulka protsessorite arvutusvõimalusi. 32-bitiste operatsioonisüsteemidega kavatsetakse kasutada vaid poole protsessoriparameetritest, piirates sellega arvutite võimet. Sellel on ikkagi kõik samad piirangud, et olemasoleval 32-bitisel protsessoril on sama operatsioonisüsteem.

See on tegelikult suhteliselt suur probleem. Enamik arhitektuuri muudatusi, nagu näiteks 64-bitised protsessorid, vajavad tavaliselt neile täiesti uut programmide komplekti. See on suur probleem nii riistvara valmistajatele kui ka tarkvaratootjatele. Tarkvarafirmad ei taha uue tarkvara kirjutada, kuni riistvara pole nende tarkvaramüügi toetuseks. Loomulikult ei saa riistvara inimesed oma toodet müüa, välja arvatud juhul, kui sellel on tarkvara. See on üks peamisi põhjuseid, miks ettevõtteprotsessoritel, nagu näiteks Intel IA-64 Itaniumil oli probleeme. Arhitektuurile ja 32-bitisele emuleerimisele oli kirjutatud vähe tarkvara olemasolevate operatsioonisüsteemide käitamiseks, mis olid tugevalt raputanud CPU-d.

Niisiis, kuidas on AMD ja Apple selle probleemi lahendanud? Apple on hakanud oma operatsioonisüsteemile lisama 64-bitine paiga. See lisab täiendavat tuge, kuid see töötab endiselt 32-bitisel opsüsteemil. AMD on võtnud teistsuguse marsruudi. Ta on välja töötanud oma protsessorit native x86 32-bitiste operatsioonisüsteemide käitlemiseks ja seejärel lisanud täiendavaid 64-bitiseid registreid. See võimaldab protsessoril 32-bitise koodi sama efektiivselt töötada kui 32-bitise protsessoriga, kuid praeguste 64-bitiste versioonidega Linuxist või eelseisvast Windows XP 64-st kasutab ta protsessoriprotsessi täielikku töötlemisvõimalust.

Kas 64-bitine arvutamine on õige aeg?

Vastus sellele küsimusele on nii ja ei. Tööstus jõuab 32-bitise arvutamise piiridesse suurema arvu kõrgema arvutitarvutite turul, nagu ettevõtted ja elektritarbijad. Kui arvutitel on kiiruste ja töötlusvõimsuse suurenemine, on vaja teha järgmise põlvkonna protsessorile hüppe. Need on süsteemid, mis vajavad üldiselt palju rohkem mälu ja arvukaid arvutusi, mis toovad 64-bitise platvormi otsest kasu.

Tarbijad on teine ​​asi. Suur osa ülesannetest, mida keskmine tarbija arvutist teeb, on olemasoleva 32-bitisse arhitektuuriga piisavalt kaetud. Lõppkokkuvõttes saavad kasutajad punkti, kus 64-bitise arvutiga lülitamine on mõttekas, kuid praegu seda mitte. Kui paljudel tarbijatel on arvutisüsteemis isegi kaheksa gigabaiti mälumaht isegi kahe järgmise aasta jooksul?

Tõeline 64-bitise arvutamise eelis lõpeb lõpuks tarbijatele. Tootjad ja tarkvaraarendajad soovivad piirata toodete mitmekesisust, mida nad peavad kulude katmiseks ja kulude vähendamiseks toetama. Seetõttu keskenduvad nad lõpuks 64-bitise riistvara ja tarkvara tootmisel. Kuni selle ajani hakkab see olema kalline sõit nende jaoks, kes otsustavad varakult lapsendada.