64位计算

如何从32位切换到64位可以改善计算能力?

介绍

在这一点上,所有笔记本电脑和台式个人电脑已经从32位转换到64位处理器。 尽管如此,一些计算机仍然具有32位版本的Windows,这对他们可以访问多少内存有一定影响。 仍然有一些使用32位的低端移动处理器,这也是软件仍然可用的原因。

32位处理和64位处理确实是一个问题的大区域与平板处理器有关 。 目前大多数手机和平板电脑仍使用32位处理器。 这主要是因为它们在耗电量方面往往效率更高,硬件已经受到尺寸的限制。 尽管如此,64位处理器正变得越来越普遍,因此了解32位与64位处理器如何影响计算机体验是一个好主意。

了解位

所有的计算机处理器都基于二进制数学,因为芯片内部包含半导体晶体管。 把事情放在非常简单的条件下,有一点是单个1或0,或者由晶体管处理。 所有的处理器都通过它们的位处理能力来引用。 对于大多数处理器而言,这是64位,但对于其他处理器,它可能仍然只限于32位。 那么位数是什么意思?

处理器的这个比特率决定了处理器可以处理的最大数字。 在一个时钟周期内可以处理的最大数量将等于比特率的功率(或指数)的2。 因此,32位处理器可以处理高达2 ^ 32或大约43亿的数字。 任何大于此的数字都需要多个时钟周期来处理。 另一方面,64位处理器可以处理2 ^ 64或大约18.4百万位(18,400,000,000,000,000,000)的数量。 这意味着64位处理器将能够更高效地处理大量数学。 现在,处理器不仅仅是严格地进行数学计算,而是更长的字符串意味着它可以在一个时钟周期内完成更高级的命令,而不必将其分割为多个。

因此,如果您有两个相同的处理器在给定相似编程命令的情况下以相同的时钟速度运行,则64位处理器的效率可能是32位处理器的两倍。 这并非完全正确,因为每个时钟周期不一定使用通过的所有位,但每次大于32时,64位将占用该指令的一半时间。

记忆是关键

受处理器比特评级直接影响的其他项目之一是系统可以支持和访问的内存量。 我们来看看当前的32位平台。 目前32位处理器和操作系统可以在计算机中支持总共4 GB的内存。 在4千兆字节的内存中,操作系统只能为给定的应用程序分配2千兆字节的内存。

当涉及到笔记本电脑台式个人电脑时,这一点更为重要。 这是因为他们可以访问更复杂的程序和应用程序,更不用说处理器的内存空间了。 另一方面,移动处理器的空间有限,并且通常将内存集成到处理器中。 因此,即使是用于智能手机和平板电脑的顶级处理器,通常也只有2GB的内存,因此没有达到4GB的限制。

为什么这很重要? 那么,处理器的内存量已经影响了程序的复杂性。 大多数较小的平板电脑和手机都无法运行极其复杂的应用程序,如Photoshop 。 这就是为什么Adobe这样的公司必须将其他许多应用程序用于单个更复杂的PC程序的不同方面。 通过使用具有内存限制的32位处理器,它将永远不会达到完全个人计算机所能达到的相同级别的复杂度。

什么是没有64位操作系统的64位CPU?

到目前为止,我们一直在讨论基于其架构的处理器的功能,但这里有一个关键点。 处理器的充分使用与为其编写的软件一样好。 运行带有32位操作系统的64位处理器将最终浪费处理器的大量计算潜力。 32位操作系统仅使用处理器的一半寄存器,从而限制了其计算能力。 它仍然具有所有相同的限制,即现有的32位处理器具有相同的操作系统。

这实际上是一个相当大的问题。 大多数体系结构更改(如64位处理器)通常都需要为它们编写一组全新的程序。 这对于硬件制造商和软件制造商都是一个大问题。 软件公司不希望在硬件出现以支持其软件销售之前编写新软件。 当然,除非有软件支持它,否则硬件人员不能销售他们的产品。 这是英特尔的IA-64 Itanium等企业级CPU出现问题的主要原因之一。 几乎没有为该架构编写的软件,其32位仿真运行现有的操作系​​统严重影响了CPU。

那么,AMD和苹果如何解决这个问题呢? 苹果已经开始为其操作系统添加64位补丁。 这增加了一些额外的支持,但它仍然在32位操作系统上运行。 AMD采取了不同的路线。 它设计了处理器来处理本机x86 32位操作系统,然后添加了额外的64位寄存器。 这允许处理器像32位处理器一样有效地运行32位代码,但是对于当前的64位版本的Linux或即将推出的Windows XP 64,它将利用CPU的全部处理潜力。

是64位计算的正确时机吗?

这个问题的答案是肯定和否。 大多数高端计算机市场,例如企业和高级用户,该行业正在达到32位计算的极限。 如果计算机的速度和处理能力增加,就有必要跳转到下一代处理器。 这些系统通常需要更多的内存和大量的计算才能获得64位平台的直接优势。

消费者是另一回事。 普通消费者在计算机上执行的大部分任务远远超过现有的32位体系结构。 最终,用户将达到切换到64位计算的意义,但目前情况并非如此。 即使在未来两年内,有多少用户可能会在计算机系统中拥有4千兆字节的内存?

64位计算的真正优势最终将逐渐渗透到消费者手中。 制造商和软件开发商喜欢限制他们必须支持的各种产品以降低成本。 正因为如此,他们最终将专注于生产64位硬件和软件。 直到那个时候,对于那些选择尝鲜的人来说,这将是一次颠簸。