Co to jest przetwarzanie 64-bitowe?

Branża technologiczna jest pełna modnych słów. Opakowanie komputera lub sprzętu komputerowego jest pełne technicznych warunków i identyfikatorów. Jednym z bardziej znanych jest 64-bitowy. Nasuwa się więc pytanie, co dokładnie oznacza 64-bit? Co to oznacza? I, co najważniejsze, co to dla ciebie znaczy?

Ten artykuł służy zarówno jako techniczne, jak i praktyczne wyjaśnienie natury komputerów 64-bitowych.

Co to jest przetwarzanie 64-bitowe?

Informacje w komputerach są zwykle reprezentowane w bitach, w sekwencji binarnej (co to jest binarne Co to jest binarne? [Objaśnienie technologii] Co to jest binarne? [Objaśnienie technologii] Biorąc pod uwagę, że binarność jest tak absolutnie fundamentalna dla istnienia komputerów, wydaje się dziwne, że „ nigdy wcześniej nie zajmowałem się tym tematem - więc dzisiaj pomyślałem, że dam krótki przegląd tego, co binarne…?) zer i jedynek. Im więcej bitów masz, tym więcej informacji możesz przedstawić. W szczególności sekwencja n bity mogą reprezentować 2ⁿ różne informacje.

Wiele komponentów sprzętowych nie działa z ciągłym przepływem danych, ale raczej przetwarza dane w porcjach, ograniczone przez pewien rozmiar bitów. Procesor Co to jest procesor i co robi? Co to jest procesor i co robi? Akronimy komputerowe są mylące. Co to właściwie jest procesor? Czy potrzebuję procesora czterordzeniowego lub dwurdzeniowego? Co powiesz na AMD lub Intel? Jesteśmy tutaj, aby pomóc wyjaśnić różnicę! jest podobnie ograniczony przez rozmiar słowa: naturalna jednostka danych procesora. Ten rozmiar słowa określa między innymi ilość informacji, które można przetworzyć za jednym razem (podczas jednego cyklu zegara sprzętowego) oraz ilość pamięci RAM, do której można uzyskać dostęp.

Mówiąc o procesorze 64-bitowym, mamy na myśli przede wszystkim procesor o 64-bitowym rozmiarze słowa.

System operacyjny odgrywa kluczową rolę w komunikacji ze składnikami sprzętowymi. Jest to system operacyjny, który obsługuje planowanie procesów, adresowanie pamięci i dostęp do pamięci. Aby w pełni wykorzystać 64-bitowy sprzęt, system operacyjny musi również przyspieszyć grę. Z tego powodu 32-bitowe i 64-bitowe rozróżnienie przenoszone jest do systemu operacyjnego (np. Istnieje osobna 64-bitowa wersja systemu Windows). 64-bitowy system operacyjny to taki, który jest przeznaczony do wykorzystywania 64-bitowego sprzętu.

Na rynku komputerów konsumenckich 64-bitowe obliczenia są używane do wskazania kombinacji 64-bitowego sprzętu (w szczególności procesora) i 64-bitowego systemu operacyjnego.

Od wersji 32-bitowej do wersji 64-bitowej

Kilka dekad temu pierwotnie zaprojektowano 32-bitowe procesory, długość słowa 32 bitów wydawała się wystarczająca. Wtedy standardem były 4 MB pamięci, więc 4 gigabajty (limit adresowania pamięci 32-bitowego procesora) uważano za astronomiczne. Różnica polegała na zapewnieniu wystarczającej ilości bufora, aby wytrzymać próbę czasu.

Jak wiemy teraz, nie było to całkowicie poprawne. Cztery i osiem gigabajtów pamięci są obecnie standardem w nowym sprzęcie konsumenckim. W przypadku komercyjnego sprzętu, serwerów i wydajnych komputerów stacjonarnych regularnie używana jest jeszcze większa ilość pamięci. Za kilka lat liczby te ponownie zmaleją.

W kilku obszarach obecny sprzęt zbliża się do granicy tego, co można realistycznie osiągnąć za pomocą architektury 32-bitowej. Branża znajduje się obecnie w okresie przejściowym między przetwarzaniem 32-bitowym a 64-bitowym. Dzięki kilku staraniom w celu zapewnienia kompatybilności wstecznej (więcej na ten temat później) powinno to okazać się stosunkowo bezbolesnym przejściem.

Korzyści z przetwarzania 64-bitowego

Przejście od przetwarzania 32-bitowego do 64-bitowego ma kilka praktycznych korzyści dla użytkowników. Najbardziej znaczący jest wpływ na szybkość przetwarzania i pojemność pamięci.

Szybkość i dokładność

Przy 64-bitowym rozmiarze słowa wielkość porcji, które procesor może obsłużyć dane, jest podwojona. Co ważniejsze, specyfikacja x86-64 zwiększa liczbę rejestrów ogólnego przeznaczenia z 8 do 16, co sprawia, że ​​64-bitowy procesor jest technicznie szybszy.

Wpływa to również na dokładność, którą procesor może osiągnąć w swoich obliczeniach; w końcu procesor może użyć dwa razy więcej bitów do przedstawienia jednej liczby. Dzięki 64 bitom możesz zarobić ponad 4 miliardy czasy tyle kombinacji, co w przypadku 32 bitów.

Większa obsługa pamięci

Podczas pracy z pamięcią RAM komputera używane są adresy pamięci. Te adresy pamięci przenoszą położenie instrukcji lub danych w pamięci fizycznej komputera (RAM). Chociaż opracowano wiele sprytnych schematów adresowania, liczba dostępnych adresów jest ograniczona maksymalną liczbą bitów, które się na nie składają.

W przypadku przetwarzania 32-bitowego teoretycznie można zająć się pamięcią RAM o wartości 4 gigabajtów. Jeśli dodasz więcej pamięci RAM w konfiguracji 32-bitowej, procesor po prostu nie będzie mógł odwoływać się do dodatkowej pamięci. W rzeczywistości sytuacja jest jeszcze bardziej tragiczna. Niektóre systemy operacyjne rezerwują część dostępnej pamięci dla jądra systemu operacyjnego. Na przykład system Windows zwykle twierdzi, że używa jądra od 1 do 2 gigabajtów, co dodatkowo zmniejsza ilość pamięci dostępnej dla aplikacji w przestrzeni użytkownika.

Jeśli chcesz użyć więcej niż 4 gigabajty pamięci, 64-bitowe przetwarzanie oferuje rozwiązanie. Te 32 dodatkowe bity dają 64-bitowym schematom adresowania teoretyczną górną granicę 16 eksabajtów (16 miliardów gigabajtów lub 16 milionów terabajtów). W rzeczywistości liczba jest niższa. Aby dać ci wskazówkę, obecna AMD64 (która jest wersją AMD x86-64 specyfikacji) obsługuje fizyczną przestrzeń adresową około 256 terabajtów.

Mapowanie pamięci

Pamięć komputerowa jest o kilka rzędów wielkości szybsza niż pamięć komputerowa - nawet pamięć SSD. Mapowanie pamięci służy do przyspieszenia niektórych interakcji pamięci. Uproszczony, ładuje często używane pliki z pamięci do pamięci komputera, przyspieszając w ten sposób późniejszy dostęp.

Od pewnego czasu systemy operacyjne używają mapowania pamięci, więc nie jest to nowość w obliczeniach 64-bitowych. Istnieje jednak zauważalny trend zwiększania rozmiarów plików. Duże dane, duże wideo, duże gry i tak dalej. Przy maksymalnie 4 gigabajtach pamięci komputera (patrz powyższy rozdział), mapowanie pamięci jest również powoli sparaliżowane.

Jakie korzyści przyniosą aplikacje?

Konkretnie, to aplikacje działające z dużymi zbiorami danych. Przeciętny procesor tekstowy lub przeglądarka internetowa nie potrzebują dużo pamięci i rejestrów procesorów. Będą działać płynnie z 32-bitowym procesorem i 4 gigabajtami pamięci. Jednak nawet w przeglądarkach internetowych wyraźnie widać różnicę Chrome 64-bit Vs 32-bit Dla Windows - czy warto zainstalować 64-bit? Chrome 64-bit Vs 32-bit Dla Windows - czy warto zainstalować 64-bit? Każdy, kto korzysta z systemu Windows 7, 8 lub 8.1 na komputerze z procesorem 64-bitowym, może korzystać z Chrome 64-bit. Co za różnica? Cieszę się, że zapytałeś. .

Aplikacje współpracujące z kodowaniem, dekodowaniem i szyfrowaniem mogą wiele skorzystać z dodatkowych rejestrów w procesorach 64-bitowych. Jednym z takich przykładów jest konwersja wideo Najlepsze bezpłatne edytory wideo dla systemu Windows Najlepsze bezpłatne edytory wideo dla systemu Windows Obecnie wszyscy robią filmy. Jednak potężne bezpłatne edytory wideo pozostają rzadkie. Prezentujemy absolutnie najlepsze bezpłatne edytory wideo dostępne dla systemu Windows. . Aplikacje 3D mogą przynieść korzyści, jeśli renderowanie wymaga dużego obciążenia procesora. W przypadku gier GPU bierze na siebie wpływ renderingu, a gry w większości korzystają z dodatkowej pamięci RAM. Co robi pamięć RAM w grach i ile pamięci RAM potrzebuję? Co robi pamięć RAM dla gier i ile pamięci RAM potrzebuję? Zastanawiasz się, jak pamięć RAM wpływa na komputer do gier i jaki rodzaj pamięci RAM należy kupić? Oto objaśnienie pamięci RAM dla graczy. .

Po prawidłowym wdrożeniu niektóre procesy oprogramowania HPC (obliczanie dużej mocy), takie jak testy warunków skrajnych, wielozadaniowość i klastrowanie, również mogą korzystać z wersji 64-bitowej.

Wady przetwarzania 64-bitowego

Chociaż większość dowodów przemawia na korzyść przetwarzania 64-bitowego, należy również wspomnieć o wadach. Co najważniejsze: zwiększone zużycie pamięci i brak 16-bitowego oprogramowania i 32-bitowej zgodności sterowników.

Zgodność omówiono szczegółowo w następnym rozdziale.

Zwiększone użycie pamięci

Te same dane mogą zajmować więcej pamięci w systemie 64-bitowym niż w systemie 32-bitowym. Wynika to głównie ze zwiększonej długości niektórych struktur wewnętrznych, takich jak adresy pamięci (większe wskaźniki) i liczby 64-bitowe. Na większą skalę nie jest to naprawdę zauważalne. Nie ma się czym martwić, jeśli masz wystarczającą ilość pamięci, aby zagwarantować system 64-bitowy.

Zgodność

Ludzie włożyli wiele wysiłku, aby przejście od przetwarzania 32-bitowego do 64-bitowego było jak najbardziej płynne. Zgodność w przypadku przetwarzania 64-bitowego można rozpatrywać na kilku poziomach. Zaczniemy od procesora komputera i przejdziemy do aplikacji komputerowych.

Kompatybilność procesorów

W środkowej części 64-bitowej parady na pewno potrzebujesz 64-bitowego procesora. Możesz dowiedzieć się, czy masz procesor 64-bitowy, sprawdzając stronę internetową producenta, lub korzystając z narzędzia Securable firmy Gibson Research Corporation. To narzędzie przygląda się procesorowi w komputerze i może stwierdzić, czy ma 64-bitową maksymalną długość bitów. Asystent uaktualnienia systemu Windows 8.1 powie Ci to samo.

64-bitowe procesory stały się standardem dla komputerów konsumenckich od czasu, gdy procesory x86-64 pojawiły się w 2003 roku. Jeśli kupiłeś swój procesor w ciągu ostatnich kilku lat, prawdopodobnie masz procesor 64-bitowy.

Kompatybilność z systemem operacyjnym

64-bitowe procesory są kompatybilne zarówno z 32-bitowymi, jak i 64-bitowymi systemami operacyjnymi. Obecnie wszystkie popularne systemy operacyjne są dostępne w tych dwóch wersjach. Jeśli masz procesor 64-bitowy, możesz wybrać, który z tych dwóch smaków zainstalować. Chociaż jeśli chcesz w pełni korzystać z zalet 64-bitowego procesora, musisz także skorzystać z 64-bitowego systemu operacyjnego.

Być może korzystasz już z 64-bitowego systemu operacyjnego. Czy mam 32-bitowy lub 64-bitowy system Windows? Oto jak powiedzieć, czy mam 32-bitowy lub 64-bitowy system Windows? Oto jak to powiedzieć. Jak sprawdzić, czy używana wersja systemu Windows jest 32-bitowa czy 64-bitowa? Skorzystaj z tych metod i dowiedz się, dlaczego jest to również ważne. .

Kompatybilność ze sterownikami

Bardzo ważne jest, aby pamiętać, że 32-bitowe sterowniki nie są kompatybilne z 64-bitowym systemem operacyjnym i odwrotnie. Innymi słowy, twój sprzęt potrzebuje 64-bitowego sterownika do pracy z 64-bitowym systemem operacyjnym. Do prawie wszystkich ostatnio produkowanych urządzeń dostarczany jest zarówno sterownik 32-bitowy, jak i 64-bitowy. Jeśli pójdziesz do sklepu i kupisz drukarkę HP, bądź pewien, że będzie ona miała 64-bitowe sterowniki.

Główny problem istnieje ze starym sprzętem, dla którego w niektórych przypadkach producent sprzętu nie był w stanie (lub nie chciał) tworzyć nowych sterowników od 2003 roku. Innymi słowy, sprzęt, który nie był aktywnie obsługiwany w ostatniej dekadzie. Ponownie możesz sprawdzić u producenta, czy dostarczone są sterowniki 64-bitowe. W przypadku większości produktów można je pobrać ze strony pomocy technicznej producenta.

Możesz także sprawdzić Centrum zgodności systemu Windows. Jeśli produkt jest certyfikowany dla systemu Windows 8.1, gwarantuje działanie zarówno w 32-bitowej, jak i 64-bitowej wersji systemu operacyjnego.

Kompatybilność oprogramowania

Wiele wysiłku włożono w nadzieje, że nieuniknione przejście z 32-bitowego na 64-bitowe przetwarzanie danych będzie możliwie bezbolesne. W rezultacie zgodność oprogramowania jest prawie bezproblemowa. W efekcie prawie całe 32-bitowe oprogramowanie jest kompatybilne z 64-bitowymi systemami operacyjnymi.

Dwa rodzaje oprogramowania nie są obsługiwane w 64-bitowym systemie operacyjnym. Po pierwsze, ze względu na zgodność sterowników omówioną w poprzedniej sekcji, oprogramowanie może nie polegać wyłącznie na konkretnym sterowniku 32-bitowym. Po drugie, oprogramowanie nie może zawierać 16-bitowego kodu (jeszcze bardziej starożytnego poprzednika 32-bitowego) we własnym kodzie.

Możesz ponownie sprawdzić Centrum zgodności systemu Windows, aby sprawdzić, czy 32-bitowe oprogramowanie będzie działać w 64-bitowym systemie operacyjnym Windows. Dzięki certyfikacji Windows 8.1 będzie działać zarówno w 32-bitowych, jak i 64-bitowych wersjach systemów operacyjnych.

Czy korzystasz teraz z systemu 64-bitowego lub 32-bitowego?? Co sprawiło, że się zmieniłeś lub co Cię powstrzymuje? Upuść linię w komentarzach!

Zdjęcia: Oleksiy Mark, Derter