Cum poate un comutator de la 32 la 64 de biți să îmbunătățească computingul?
Introducere
În acest moment, toate computerele laptop și desktop au trecut de la procesoare de 32 de biți la 64 de biți. Chiar dacă acest lucru este cazul, unele computere au în continuare versiuni de 32 de biți ale Windows, care au unele implicații asupra memoriei pe care o pot avea acces. Există încă câteva procesoare mobile low-end care utilizează 32 de biți, de aceea software-ul este încă disponibil.
Zona mare în care procesarea pe 32 de biți față de 64 de biți este într-adevăr o problemă are de a face cu procesoarele de tablete . Majoritatea telefoanelor mobile și tabletelor utilizează în prezent încă procesoare pe 32 de biți. Acest lucru se datorează în primul rând faptului că acestea tind să fie mai eficiente atunci când vine vorba de utilizarea lor de putere și hardware-ul este deja limitat de dimensiune. Cu toate acestea, procesoarele pe 64 de biți devin tot mai frecvente, astfel că este o idee bună să înțelegeți modul în care procesoarele pe 32 de biți față de cele pe 64 de biți pot influența experiența computerului.
Înțelegerea biților
Toate procesoarele de calculatoare se bazează pe matematica binară din cauza tranzistorilor care cuprind semiconductorii din interiorul cipurilor. Pentru a pune lucrurile în termeni foarte simpli, un pic este un singur 1 sau 0 fie stocat pe procesat de un tranzistor. Toate procesoarele se referă la capacitatea lor de procesare a biților. Pentru majoritatea procesoarelor acum, acest lucru este de 64 de biți, dar pentru alții, acesta poate fi totuși limitat la doar 32 de biți. Deci ce înseamnă numărul de biți?
Acest rating de biți al procesorului determină cel mai mare număr numeric pe care îl poate procesa procesorul. Cel mai mare număr care poate fi procesat într-un singur ciclu de ceas va fi echivalent cu 2 la puterea (sau exponentul) ratingului de biți. Astfel, un procesor pe 32 de biți poate gestiona un număr de până la 2 32 sau aproximativ 4,3 miliarde. Orice număr mai mare decât acest lucru va necesita mai mult de un ciclu de ceas pentru procesare. Un procesor pe 64 de biți, pe de altă parte, se poate ocupa de un număr de 2 ^ 64 sau aproximativ 18,4 quintilion (18,400,000,000,000,000,000). Aceasta înseamnă că un procesor pe 64 de biți ar putea să gestioneze mai eficient matematica cu număr mare. Acum, procesoarele nu fac doar matematica strict, dar șirul mai lung înseamnă că poate finaliza comenzi mai avansate într-un singur ciclu de ceas, mai degrabă decât să se împartă în multipli.
Deci, dacă aveți două procesoare comparabile care rulează la aceeași viteză de ceas, având în vedere comenzi de programare similare, un procesor pe 64 de biți ar putea fi efectiv de două ori mai rapid decât un procesor pe 32 de biți. Acest lucru nu este în întregime adevărat deoarece fiecare ciclu de ceas nu utilizează neapărat toți biți într-o trecere, dar oricând este mai mare de 32, 64 biți vor dura jumătate din timpul pentru acea instrucțiune.
Memoria este cheia
Unul dintre celelalte elemente direct afectate de ratingul biți al procesorului este cantitatea de memorie pe care sistemul o poate susține și accesa. Să aruncăm o privire la actualele platforme de 32 de biți de astăzi. În prezent, procesoarele pe 32 de biți și sistemul de operare pot suporta un total de 4 gigaocteți de memorie în computer. Dintre cele 4 gigaocteți de memorie, sistemele de operare pot aloca doar 2 gigaocteți de memorie unei aplicații date.
Acest lucru este mult mai important atunci când vine vorba de laptop-uri și computere desktop personale . Acest lucru se datorează faptului că acestea au acces la programe și aplicații mai complexe, fără a menționa spațiul pentru memorie pentru procesoare. Procesoarele mobile, pe de altă parte, au un spațiu limitat și, în general, au memoria integrată în procesor. Ca rezultat, chiar procesoarele de vârf pentru smartphone-uri și tablete au în general doar 2 GB de memorie, astfel încât nu ating limitele de 4 GB.
De ce are chestia asta? Ei bine, cantitatea de memorie a procesorului a afectat complexitatea programelor. Cele mai multe tablete și telefoane mai mici nu au capacitatea de a rula aplicații extrem de complexe, cum ar fi Photoshop . Acesta este motivul pentru o companie ca Adobe trebuie să pună alte numeroase aplicații care pot face diferitele aspecte ale unui singur program PC mai complex. Folosind un procesor pe 32 de biți, cu restricțiile de memorie, nu va atinge niciodată același nivel de complexitate pe care îl poate avea un computer personal complet.
Ce este un procesor pe 64 de biți fără un sistem de operare pe 64 de biți?
Până acum, am vorbit despre capacitățile procesatorilor pe baza arhitecturii lor, însă există un punct cheie care trebuie făcut aici. Utilizarea completă a unui procesor este la fel de bună ca software-ul scris pentru el. Rularea unui procesor pe 64 de biți cu un sistem de operare pe 32 de biți va duce la pierderea unei cantități mari de potențial de procesare a procesorului. Sistemul de operare pe 32 de biți va folosi doar jumătate din registrele procesorului, limitând astfel capacitatea sa de calcul. Acesta va avea totuși aceleași limitări pe care le are un procesor pe 32 de biți cu același sistem de operare.
Aceasta este de fapt o problemă destul de mare. Cele mai multe modificări de arhitectură, cum ar fi procesoarele pe 64 de biți, necesită, în general, un set complet nou de programe pentru ei. Aceasta este o problemă mare atât pentru producătorii de hardware, cât și pentru producătorii de software. Companiile de software nu doresc să scrie noul software până când hardware-ul nu este acolo pentru a-și susține vânzările de software. Desigur, oamenii de hardware nu pot vinde produsul decât dacă există software pentru a-l susține. Acesta este unul dintre motivele majore pentru care procesoarele enterprise precum IA-64 Itanium de la Intel au avut probleme. Nu a fost scris prea puțin software pentru arhitectură, iar emulația pe 32 de biți pentru rularea sistemelor de operare existente a stricat grav CPU-ul.
Deci, cum se întâlnesc AMD și Apple cu această problemă? Apple a inceput sa adauga patch-uri pe 64 de biți pentru sistemul de operare. Acest lucru adaugă un sprijin suplimentar, dar încă rulează pe un sistem de operare pe 32 de biți. AMD a luat o altă rută. El și-a proiectat procesorul pentru a gestiona sistemele de operare native x86 pe 32 de biți și apoi a adăugat niște registre suplimentare pe 64 de biți. Acest lucru permite procesorului să ruleze codul pe 32 de biți la fel de eficient ca un procesor pe 32 de biți, dar cu versiunile actuale pe 64 de biți ale Linux sau viitoarele Windows XP 64 va utiliza întregul potențial de procesare al procesorului.
Este dreptul de timp pentru computere pe 64 de biți?
Răspunsul la această întrebare este atât da cât și nu. Industria atinge limitele calculului pe 32 de biți pentru o mare parte a pieței computerelor de vârf, cum ar fi utilizatorii de întreprinderi și de putere. Dacă calculatoarele trebuie să crească în viteze și putere de procesare, este necesar să se facă saltul la următoarea generație de procesoare. Acestea sunt sisteme care necesită, în general, mult mai multă memorie și calcule de număr mare care vor beneficia direct de o platformă pe 64 de biți.
Consumatorii sunt o chestiune diferită. O mare parte din sarcinile pe care le face consumatorul mediu pe computer sunt acoperite în mod adecvat de arhitectura pe 32 de biți existente. În cele din urmă, utilizatorii vor ajunge la punctul în care comutarea la calculul pe 64 de biți va avea sens, dar în prezent nu. Câți consumatori vor avea chiar și 4 gigaocteți de memorie într-un sistem informatic chiar și în următorii doi ani?
Beneficiile reale ale computerelor pe 64 de biți vor scădea în cele din urmă până la consumatori. Producătorii și dezvoltatorii de software preferă să limiteze varietatea de produse pe care trebuie să le susțină pentru a încerca să reducă costurile. Din acest motiv, ei se vor concentra în cele din urmă exclusiv pe producția de hardware și software pe 64 de biți. Până atunci, va fi o plimbare ciudată pentru cei care aleg să fie adoptatori timpurii.