Как може да се премине от 32 към 64 бита Подобряване на изчислителните процеси?
Въведение
В този момент всички персонални компютри на лаптопи и настолни компютри са преминали от 32-битови към 64-битови процесори. Въпреки че това е така, някои компютри все още разполагат с 32-битови версии на Windows, което има известни последици за това колко памет имат достъп. Все още има няколко мобилни процесора от нисък клас, които използват 32-битови, въпреки това все още има софтуер.
Големият район, където 32-битовата и 64-битовата обработка наистина е проблем, е свързана с таблетните процесори . Повечето мобилни телефони и таблети все още използват 32-битови процесори. Това е предимно защото те са склонни да бъдат по-ефективни, когато става дума за тяхното използване на енергия, а хардуерът вече е ограничен от размера. И все пак, 64-битовите процесори стават все по-чести, затова е добре да разберете как 32-битовите и 64-битовите процесори могат да повлияят на вашето компютърно преживяване.
Разбиране на бита
Всички компютърни процесори се основават на двоична математика поради транзисторите, които се състоят от полупроводници вътре в чиповете. За да се сложат нещата с много прости думи, малко е единично 1 или 0, което се съхранява на обработваемо от транзистор. Всички процесори се отнасят за тяхната способност за обработка на битове. За повечето процесори сега това е 64-битови, но за други, тя все още може да бъде ограничена само до 32 бита. И така, какъв е броят на битовете?
Този битов рейтинг на процесора определя най-големия цифров номер, който процесорът може да обработва. Най-големият брой, който може да бъде обработен в един цикъл на часовник, ще бъде равен на 2 към мощността (или експонента) на рейтингът на битовете. По този начин 32-битов процесор може да обработва число до 2 ^ 32 или приблизително 4,3 милиарда. Всяко число, по-голямо от това, ще изисква повече от един часовников цикъл за обработка. 64-битовият процесор, от друга страна, може да се справи с броя на 2 ^ 64 или приблизително 18.4 quintillion (18,400,000,000,000,000,000). Това означава, че 64-битов процесор ще бъде в състояние по-ефективно да се справи с голям брой математика. Сега процесорите не просто правят математика стриктно, но по-дългият низ означава, че може да завърши по-напредналите команди в един цикъл часовник, вместо да се раздели на кратни.
Така че, ако имате два сравними процесора, работещи при една и съща скорост на тактова честота, имайки предвид подобни команди за програмиране, 64-битовият процесор би могъл да бъде ефективно два пъти по-бърз от 32-битовия процесор. Това не е изцяло вярно, защото всеки часовников цикъл не използва непременно всички битове в прохода, но по всяко време е по-голям от 32, 64 бита ще отнеме половината от времето за тази инструкция.
Паметта е ключът
Една от останалите елементи, пряко засегнати от битовата оценка на процесора, е размерът на паметта, която системата може да поддържа и да има достъп. Нека да разгледаме сегашните 32-битови платформи. В момента 32-битовите процесори и операционната система могат да поддържат общо 4 гигабайта памет в компютъра. От 4 гигабайта памет операционните системи могат да разпределят само 2 гигабайта памет на дадено приложение.
Това е много по-важно, когато става дума за персонални компютри за лаптоп и настолни компютри . Това е така, защото те имат достъп до по-сложни програми и приложения, без да споменават пространството за паметта за процесорите. Мобилните процесори, от друга страна, имат ограничено пространство и като цяло паметта е интегрирана в процесора. В резултат на това дори процесорите с най-висок клас за смартфони и таблети обикновено имат само 2 GB памет, така че не достигат ограниченията от 4 GB.
Защо става въпрос? Размерът на паметта на процесора е повлиял на сложността на програмите. Повечето по-малки таблети и телефони нямат възможност да работят с изключително сложни приложения като Photoshop . Ето защо една компания като Adobe трябва да постави други много приложения, които правят различните аспекти на един по-сложен компютър. С помощта на 32-битов процесор с ограниченията на паметта никога няма да постигне същото ниво на сложност, от която може да има пълен персонален компютър.
Какво представлява 64-битов процесор без 64-битова операционна система?
Досега говорихме за възможностите на процесорите въз основа на тяхната архитектура, но има и един важен момент, който трябва да се направи тук. Пълното използване на процесора е толкова добро, колкото и софтуера, който е написан за него. Стартирането на 64-битов процесор с 32-битова операционна система ще доведе до загуба на голяма част от изчислителния потенциал на процесора. 32-битовата операционна система ще използва само половината от регистрите на процесора, като по този начин ограничава компютърните си възможности. Той все пак ще има всички същите ограничения върху него, които има съществуващ 32-битов процесор със същата операционна система.
Това всъщност е доста голям проблем. Повечето промени в архитектурата, като 64-битовите процесори, обикновено изискват създаването на съвсем нов набор от програми за тях. Това е голям проблем както за производителите на хардуер, така и за производителите на софтуер. Софтуерните компании не искат да пишат новия софтуер, докато хардуерът не е там, за да подкрепят продажбите си на софтуер. Разбира се, хардуерните хора не могат да продават своя продукт, освен ако няма софтуер, който да го поддържа. Това е една от основните причини, поради които корпоративните процесори като IA-64 Itanium от Intel имаха проблеми. За архитектурата имаше малък софтуер и 32-битовата й емулация, за да стартира съществуващите операционни системи, сериозно осакати процесора.
И така, как AMD и Apple постигат този проблем? Apple започна да добавя 64-битови пластири за своята операционна система. Това добавя допълнителна поддръжка, но все още работи на 32-битова операционна система. AMD пое различен маршрут. Той е проектирал процесора си, за да се справя с 32-битовите операционни системи на x86 и след това е добавил допълнителни 64-битови регистри. Това позволява на процесора да изпълнява 32-битов код толкова ефективно, колкото и 32-битов процесор, но с 64-битовите версии на Linux или предстоящия Windows XP 64 ще използва пълния потенциал за обработка на процесора.
Дали правото за 64-битови изчисления?
Отговорът на този въпрос е както да, така и не. Индустрията достига границите на 32-битовото изчисление за голяма част от компютрите на по-висок клас, като например предприятия и потребители. Ако компютрите трябва да увеличават скоростите и обработващата мощност, е необходимо да се направи скок към следващото поколение процесори. Това са системи, които обикновено изискват много повече памет и изчисления на големи числа, които ще получат преките ползи от 64-битовата платформа.
Потребителите са различен въпрос. Голяма част от задачите, които средният потребител прави на компютъра, са надлежно покрити от съществуващата 32-битова архитектура. В крайна сметка потребителите ще стигнат до точката, в която преминаването към 64-битови изчисления ще има смисъл, но в момента не е така. Колко потребители там вероятно ще имат дори 4 гигабайта памет в компютърна система дори през следващите две години?
Истинските предимства на 64-битовото изчисление в крайна сметка ще стигнат до потребителите. Производителите и разработчиците на софтуер искат да ограничат разнообразието от продукти, които трябва да поддържат, за да се опитат да намалят разходите си. Поради това те в крайна сметка ще се съсредоточат единствено върху производството на 64-битов хардуер и софтуер. До този момент ще се случи неравномерно пътуване за тези, които решат да бъдат ранни осиновители.