Máy tính 64 bit

Làm thế nào có thể chuyển đổi từ 32 đến 64 bit cải thiện tính toán?

Giới thiệu

Tại thời điểm này, tất cả các máy tính xách tay và máy tính cá nhân trên máy tính để bàn đã chuyển từ bộ xử lý 32 bit sang 64 bit. Mặc dù đây là trường hợp, một số máy tính vẫn có các phiên bản Windows 32 bit, có một số tác động lên lượng bộ nhớ mà chúng có thể truy cập. Vẫn còn một số bộ vi xử lý di động cấp thấp sử dụng 32 bit mặc dù đó là lý do tại sao phần mềm vẫn có sẵn.

Khu vực lớn, nơi xử lý 32-bit so với 64 bit thực sự là một vấn đề phải làm với các bộ vi xử lý máy tính bảng . Hầu hết các điện thoại di động và máy tính bảng hiện vẫn sử dụng bộ xử lý 32 bit. Điều này chủ yếu là vì chúng có xu hướng hiệu quả hơn khi nói đến việc sử dụng năng lượng của chúng và phần cứng đã bị giới hạn bởi kích thước. Tuy nhiên, bộ vi xử lý 64 bit đang trở nên phổ biến hơn vì vậy bạn nên hiểu cách bộ vi xử lý 32 bit so với 64 bit có thể tác động đến trải nghiệm máy tính của bạn như thế nào.

Hiểu bit

Tất cả các bộ xử lý máy tính đều dựa trên toán nhị phân vì các bóng bán dẫn bao gồm các chất bán dẫn bên trong các chip. Để đặt mọi thứ theo các thuật ngữ rất đơn giản, một chút là 1 hoặc 0 đơn lẻ hoặc được lưu trữ trên xử lý bởi một bóng bán dẫn. Tất cả các bộ vi xử lý được giới thiệu bởi khả năng xử lý bit của chúng. Đối với hầu hết các bộ xử lý hiện nay, đây là 64 bit nhưng đối với các bộ xử lý khác, nó vẫn có thể bị giới hạn chỉ 32 bit. Vì vậy, số bit có nghĩa là gì?

Đánh giá bit này của bộ vi xử lý xác định số lượng lớn nhất mà bộ vi xử lý có thể xử lý. Số lớn nhất có thể được xử lý trong một chu kỳ đồng hồ đơn sẽ tương đương với 2 với công suất (hoặc số mũ) của xếp hạng bit. Do đó, một bộ xử lý 32 bit có thể xử lý một số lên tới 2 ^ 32 hoặc khoảng 4,3 tỷ. Bất kỳ số nào lớn hơn số này sẽ yêu cầu nhiều hơn một chu kỳ đồng hồ để xử lý. Một bộ xử lý 64 bit, mặt khác, có thể xử lý một số 2 ^ 64 hoặc khoảng 18,4 nghìn tỷ (18,400.000.000.000.000.000). Điều này có nghĩa là một bộ xử lý 64 bit sẽ có thể xử lý toán học số lớn hiệu quả hơn. Bây giờ các bộ vi xử lý không chỉ thực hiện toán học đúng mà còn chuỗi dài hơn có nghĩa là nó có thể hoàn thành các lệnh nâng cao hơn trong một chu kỳ đồng hồ đơn thay vì phải chia thành nhiều bội số.

Vì vậy, nếu bạn có hai bộ vi xử lý tương đương chạy ở cùng tốc độ đồng hồ cho các lệnh lập trình tương tự, bộ xử lý 64 bit có thể nhanh gấp đôi bộ vi xử lý 32 bit. Điều này không hoàn toàn đúng bởi vì mỗi chu kỳ đồng hồ không nhất thiết phải sử dụng tất cả các bit trong một pass nhưng bất cứ lúc nào nó lớn hơn 32, 64 bit sẽ mất một nửa thời gian cho lệnh đó.

Bộ nhớ là chìa khóa

Một trong những mục khác bị ảnh hưởng trực tiếp bởi xếp hạng bit của bộ xử lý là lượng bộ nhớ mà hệ thống có thể hỗ trợ và truy cập. Chúng ta hãy nhìn vào các nền tảng 32-bit hiện tại của ngày hôm nay. Hiện tại bộ xử lý 32 bit và hệ điều hành có thể hỗ trợ tổng cộng 4 GB bộ nhớ trong máy tính. Trong số 4 GB bộ nhớ, hệ điều hành chỉ có thể phân bổ 2 gigabyte bộ nhớ cho một ứng dụng nhất định.

Điều này là quan trọng hơn nhiều khi nói đến máy tính xách taymáy tính để bàn cá nhân . Điều này là do họ có quyền truy cập vào các chương trình và ứng dụng phức tạp hơn chưa kể đến không gian cho bộ nhớ cho bộ vi xử lý. Mặt khác, bộ xử lý di động có không gian hạn chế và thường có bộ nhớ tích hợp vào bộ xử lý. Kết quả là, ngay cả bộ vi xử lý đầu cuối cho điện thoại thông minh và máy tính bảng thường chỉ có 2GB bộ nhớ để nó không đạt đến giới hạn 4GB.

Vì sao vấn đề này? Vâng, số lượng bộ nhớ bộ vi xử lý đã ảnh hưởng đến sự phức tạp của các chương trình. Hầu hết các máy tính bảng và điện thoại nhỏ hơn không có khả năng chạy các ứng dụng cực kỳ phức tạp như Photoshop . Đây là lý do tại sao một công ty như Adobe đã đưa nhiều ứng dụng khác làm các khía cạnh khác nhau của chương trình PC phức tạp hơn có thể. Bằng cách sử dụng bộ vi xử lý 32 bit với các hạn chế về bộ nhớ, nó sẽ không bao giờ đạt được mức độ phức tạp như vậy mà một máy tính cá nhân đầy đủ có khả năng.

CPU 64 bit không có hệ điều hành 64 bit là gì?

Cho đến nay chúng tôi đã nói về khả năng của các bộ vi xử lý dựa trên kiến ​​trúc của họ, nhưng có một điểm quan trọng cần được thực hiện ở đây. Việc sử dụng đầy đủ của một bộ vi xử lý chỉ tốt như phần mềm được viết cho nó. Việc chạy bộ vi xử lý 64 bit với hệ điều hành 32 bit sẽ kết thúc việc lãng phí một lượng lớn tiềm năng tính toán của bộ vi xử lý. Hệ điều hành 32 bit chỉ sử dụng một nửa thanh ghi của bộ vi xử lý, do đó hạn chế khả năng tính toán của nó. Nó vẫn sẽ có tất cả những hạn chế tương tự trên nó mà một bộ xử lý 32-bit hiện có có cùng một hệ điều hành.

Đây thực sự là một vấn đề khá lớn. Hầu hết các thay đổi về kiến ​​trúc như bộ xử lý 64 bit thường đòi hỏi một bộ chương trình hoàn toàn mới được viết cho chúng. Đây là một vấn đề lớn đối với cả các nhà sản xuất phần cứng và các nhà sản xuất phần mềm. Các công ty phần mềm không muốn viết phần mềm mới cho đến khi phần cứng ra khỏi đó để hỗ trợ việc bán phần mềm của họ. Tất nhiên, người phần cứng không thể bán sản phẩm của họ trừ khi có phần mềm hỗ trợ nó. Đây là một trong những lý do chính khiến các CPU doanh nghiệp như IA-64 Itanium của Intel gặp vấn đề. Có rất ít phần mềm được viết cho kiến ​​trúc và mô phỏng 32-bit của nó để chạy các hệ điều hành hiện tại làm tê liệt nghiêm trọng CPU.

Vậy, AMD và Apple gặp phải vấn đề này như thế nào? Apple đã bắt đầu thêm các bản vá 64 bit cho hệ điều hành của mình. Điều này cho biết thêm một số hỗ trợ bổ sung, nhưng nó vẫn chạy trên một hệ điều hành 32-bit. AMD đã thực hiện một lộ trình khác. Nó đã thiết kế bộ xử lý của nó để xử lý các hệ điều hành 32 bit gốc x86 và sau đó bổ sung thêm các thanh ghi 64 bit. Điều này cho phép bộ vi xử lý chạy mã 32 bit hiệu quả như bộ xử lý 32 bit, nhưng với các phiên bản 64 bit hiện tại của Linux hoặc Windows XP 64 sắp tới, nó sẽ tận dụng toàn bộ tiềm năng xử lý của CPU.

Là thời gian phải cho 64-bit máy tính?

Câu trả lời cho câu hỏi này là cả có và không. Ngành công nghiệp này đang đạt đến giới hạn của máy tính 32-bit cho phần lớn thị trường máy tính cao cấp hơn như doanh nghiệp và người sử dụng điện. Nếu máy tính tăng tốc độ và sức mạnh xử lý, nó là cần thiết để thực hiện bước nhảy tới thế hệ vi xử lý tiếp theo. Đây là những hệ thống thường đòi hỏi nhiều bộ nhớ hơn và tính toán số lượng lớn sẽ nhận được những lợi ích trực tiếp của một nền tảng 64-bit.

Người tiêu dùng là một vấn đề khác. Phần lớn các nhiệm vụ mà người tiêu dùng trung bình thực hiện trên máy tính được bảo vệ đầy đủ hơn bởi kiến ​​trúc 32 bit hiện có. Cuối cùng, người dùng sẽ nhận được điểm mà việc chuyển sang tính toán 64-bit sẽ có ý nghĩa, nhưng hiện tại nó không có. Có bao nhiêu người tiêu dùng ra khỏi đó thậm chí sẽ có 4 GB bộ nhớ trong một hệ thống máy tính ngay cả trong hai năm tới?

Những lợi ích thực sự của máy tính 64-bit cuối cùng sẽ giảm xuống cho người tiêu dùng. Các nhà sản xuất và nhà phát triển phần mềm muốn giới hạn nhiều loại sản phẩm mà họ phải hỗ trợ để thử và giảm chi phí. Bởi vì điều này, cuối cùng họ sẽ chỉ tập trung vào việc sản xuất phần cứng và phần mềm 64 bit. Cho đến thời điểm đó, nó sẽ là một chuyến đi gập ghềnh cho những người chọn là người sớm chấp nhận.