ProcesorProbabil aţi auzit de sistemul de operare Windows x64 Edition; unii poate chiar l-au instalat. V-aţi întrebat care e diferenţa dintre un astfel de sistem de operare (64 biţi) şi unul “clasic” (32 biţi)? Răspunsul stă în înţelegerea modului în care funcţionează procesorul.

 



Dar ce este acela un procesor?

Procesorul (întâlnit adesea ca şi CPU – Central Processing Unit) este adesea supranumit “creierul” calculatorului. Procesorul reprezintă partea dintr-un computer responsabilă cu executarea instrucţiunilor unui program informatic. Acest termen ( procesor) a fost utilizat în industria IT încă din anii 1960. Forma, designul şi implementarea procesoarelor s-au modificat fundamental de la apariţia primelor exemplare, dar operaţiile elementare pe care le execută au rămas aceleaşi.

 



Procesor Intel

Procesor Intel



Modalitatea prin care un procesor reprezintă numerele este o chestiune de design care afectează în mod esenţial funcţionarea acestuia. Reprezentarea numerelor este caracterizată de mărimea numărului şi precizia cu care un procesor le poate reprezenta.

Numărul de biţi pe care un procesor îi foloseşte să reprezinte numere este adesea numit “cuvânt”. Acest număr de biţi diferă în funcţie de arhitectura procesorului şi poate afecta numărul celulelor de memorie pe care un procesor le poate adresa (localiza). Dacă un procesor utilizează 32 de biţi pentru a reprezenta o adresă de memorie, iar fiecare adresă de memorie reprezintă un octet (8 biţi), cantitatea maximă de memorie pe care un procesor o poate adresa este de 232 octeţi sau 4 GB.

Procesoarele pe 64 de biţi adresează un spaţiu de memorie mai mare, dar sunt mai complexe, folosesc mai multă energie, emană mai multă căldură şi au un preţ mai ridicat.




“Bit” este prescurtarea de la “binary digit”. Practic, bitul este modalitatea prin care un calculator stochează şi accesează date şi memorie. Un bit poate avea valoarea 0 sau 1. Procesorul face calcule tot prin intermediul biţilor. Prin utilizarea a 32 de biţi procesorul poate reprezenta numere cuprinse între 0 si 4,294,967,295, în timp ce procesorul pe 64 de biţi poate reprezenta numere cuprinse între 0 şi 18,446,744,073,709,551,615. În mod evident, un procesor pe 64 de biţi poate efectua calcule matematice cu numere foarte mari.



Dar ce impact are un tip de procesor sau altul asupra utilizatorului obişnuit?

Aparent, de beneficiile procesorului pe 64 de biţi ar trebui “să se bucure” marile companii şi instituţiile academice care accesează baze de date uriaşe şi rezolvă probleme complexe. Cele mai multe procesoare pe 64 de biti de pe piaţa de azi au o limită artificială a memoriei pe care o pot adresa, considerabil mai mică decât ar fi de aşteptat de la 64 de biţi.

De exemplu, procesorul AMD64 are o limită de 52 de biţi a memoriei fizice si suportă numai 48 biţi pentru spaţiul virtual de adresare. Procesorul AMD Athlon pe 64 de biţi este însă “backward compatible”, poate fi folosit şi cu sisteme de operare şi aplicaţii pe 32 de biţi.


Procesor AMD

Procesor AMD



Un procesor pe 64 de biţi are o configuraţie mult îmbunătăţită, are mai mulţi tranzistori şi o viteză mai mare.
O schimbare de la arhitectura pe 32 de biţi la cea pe 64 constituie o modificare fundamentală, astfel că cele mai multe sisteme de operare au nevoie de modificări majore pentru a profita de noua arhitectură. Alte aplicaţii software trebuie de asemenea să fie portate pentru a utiliza noile capabilităţi. Vechile software-uri sunt de obicei suportate fie prin intermediul compatibilităţii hardware (în care noile procesoare suportă atât versiunile setului de instrucţiuni pe 32 de biţi, cât şi pe 64), prin emulări de software sau prin implementarea efectivă a unui procesor pe 32 de biţi în interiorul unuia pe 64 ( aşa cum este cazul procesoarelor Itanium de la Intel, care includ un nucleu x86 care rulează aplicaţii pe 32 de biţi ). Sistemele de operare pentru arhitecturi pe 64 de biţi suportă în general atât aplicaţii pe 32 de biţi, cât şi aplicaţii pe 64 de biţi.

Indiscutabil, o arhitectură pe 64 de biţi lucrează mai uşor cu seturi de date foarte mari în aplicaţii video digitale şi  în baze de date de dimensiuni foarte mari, dar au existat numeroase dezbateri dacă această arhitectură va fi mai rapidă decât sistemele pe 32 de biţi pentru alte taskuri. În arhitectura x86-64 (AMD64), majoritatea sistemelor de operare şi aplicaţiilor sunt capabile să ruleze uşor pe o platformă hardware pe 64 de biţi.


Maşinile virtuale Java pe 64 de biţi pornesc mai încet decât maşin
ile virtuale pe 32 de biţi pentru că Sun a implementat doar “serverul” JIT (just-in-time) compiler pentru platforme pe 64 de biţi, iar “clientul” compilatorului JIT (JIT compiler), care produce cod mai puţin eficient, dar compilează mai rapid, nu este disponibil pe platforme pe 64 de biţi. Viteza nu este singurul factor care trebuie luat în considerare în compararea acestor procesoare.



Argumente pro şi contra

O opinie greşită des întâlnită este aceea că arhitecturile pe 64 de biţi nu sunt cu nimic mai eficiente decât cele pe 32 de biţi, decât atunci când computerul dispune de o memorie principală mai mare de 4 GB. Această afirmaţie nu este pe deplin adevărată.

Arhitectura sistemelor Intel x86-32 limitează spaţiul virtual de memorie la 3 GB, nu 4 GB, din cauza faptului că o mare parte din regiunea 3-4 GB este rezervată adresării hardware (bariera 3 GB). Bariera 3 GB este o limitare a unor sistem
e de operare pe 32 de biţi care rulează pe procesoare x86. Aceasta limitează sistemul de operare de la folosirea a mai mult de 3 GB din memoria principală (RAM). Această barieră nu este există şi la arhitecturile pe 64 de biţi care pot folosi 4 GB de memorie sau chiar mai mult.

Unele aplicaţii, cum este cazul software-urilor pentru criptarea datelor, pot beneficia foarte mult de arhitectura pe 64 de biţi (dacă acest software a fost compilat pe un sistem pe 64 de biţi) şi poate executa instrucţiunile de 3 până la 5 ori mai rapid pe platforme pe 64 de biţi, decât pe cele pe 32.

Principalul dezavantaj al arhitecturilor pe 64 de biţi, comparativ cu arhitecturile pe 32 de biţi, este acela că aceleaşi date ocupă mai mult spaţiu în memorie. Efectul ar fi creşterea necesităţii de memorie pentru un anumit proces. Menţinerea unui model parţial pe 32 de biţi
este o modalitate eficientă de a rezolva această problemă.


În prezent, cele mai multe aplicaţii software x86 sunt compilate pe platforme pe 32 de biţi, nebeneficiind de spaţiul mare de adresare de 64 de biţi al procesoarelor x86. Utilizatorii de sisteme de operare open source (al căror cod sursă poate fi recompilat cu un compilator pe 64 de biţi) au reuşit să folosească exclusiv medii pe 64 de biţi pentru ani întregi datorită posibilităţii de a compila codul astfel. Avantajul principal al versiunilor pe 64 de biţi al acestor aplicaţii este disponibilitatea de a accesa mai multi regiştri în arhitecturile x86-64.

Disponibilitatea software

Sistemelor x86 pe 64 de biţi le lipseşte echivalenţa software-ului scris pentru arhitecturi pe 32 de biţi. Problema majoră în Windows este incompatibilitatea dispozitivelor. Pentru că drivere pe 64 de biţi pentru cele mai multe dispozitive nu erau disponibile până în 2007, folosirea sistemului de operare Windows pe 64 de biţi era considerată nepractică.



Windows x64

Windows x64



Tendinţa generală este aceea de a adopta arhitecturi pe 64 de biţi, de vreme ce majoritatea producătorilor furnizează în prezent atât drivere pe 32 de biţi, cât şi pe 64. Trebuie subliniat însă că sistemele de operare Linux/Unix nu întâmpină asemenea probleme cu drivere open source care sunt deja disponibile pentru sisteme de operare pe 32 de biţi, din moment ce pot fi modificate astfel încât să fie compatibile cu platforme pe 64 de biţi, dacă e necesar.

 


BIBLIOGRAFIE
en.wikipedia.org/wiki/64-bit
softwaretipsandtricks.com


Dacă găsiţi scientia.ro util, vă rugăm să susţineţi site-ul printr-o donaţie.

Găzduire 2019: 485 €. Donat: 106.55


PayPal ()
CoinGate Payment ButtonCriptomonedă