Che cos'è l'elaborazione a 64 bit?

L'industria della tecnologia è piena di parole d'ordine. La confezione di un computer o di un computer è affollata di termini tecnici e distintivi. Uno dei più importanti è 64-bit. Quindi, si pone la domanda, che cosa significa esattamente 64-bit? Cosa implica? E, cosa più importante, che cosa significa per te?

Questo articolo serve sia come spiegazione tecnica che pratica sulla natura del calcolo a 64 bit.

Che cos'è l'elaborazione a 64 bit?

Le informazioni nei computer sono normalmente rappresentate in bit, una sequenza binaria (cosa è binario What Is Binary? [Tecnologia spiegata] Cosa è binario? [Tecnologia spiegata] Dato che il binario è così assolutamente fondamentale per l'esistenza dei computer, sembra strano che noi " Non ho mai affrontato l'argomento prima - quindi oggi avevo pensato di dare una breve panoramica di ciò che è binario ... Leggi di più?) di uno e zero. Più pezzi hai, più informazioni puoi rappresentare. In particolare, una sequenza di n i bit possono rappresentare 2ⁿ diverse informazioni.

Un sacco di componenti hardware non funzionano con un flusso continuo di dati, ma piuttosto elaborano i dati in blocchi, limitati da una certa dimensione di bit. Un processore Cos'è una CPU e cosa fa? Cos'è una CPU e cosa fa? Gli acronimi informatici sono confusi. Che cos'è una CPU comunque? E ho bisogno di un processore quad o dual-core? Che ne dici di AMD o Intel? Siamo qui per aiutare a spiegare la differenza! Leggi di più è allo stesso modo limitato dal suo dimensione della parola: la naturale unità di dati del processore. Tra le altre cose, questa dimensione della parola determina la quantità di informazioni che possono essere elaborate in un colpo solo (durante un ciclo dell'orologio hardware) e la quantità di memoria RAM a cui è possibile accedere.

Quando parliamo di un processore a 64 bit, intendiamo essenzialmente un processore con una dimensione di parola di 64 bit.

Il sistema operativo ha un ruolo chiave nella comunicazione con i componenti hardware. È il sistema operativo che gestisce la pianificazione dei processi, l'indirizzamento della memoria e l'accesso alla memoria. Per sfruttare appieno l'hardware a 64 bit, il sistema operativo deve anche aumentare il suo gioco. È per questo motivo che la distinzione a 32 e 64 bit viene trasferita al sistema operativo (ad esempio, esiste una versione a 64 bit separata di Windows). Un sistema operativo a 64 bit, quindi, è progettato per sfruttare l'hardware a 64 bit.

Nel mercato dei computer consumer, l'elaborazione a 64 bit viene utilizzata per indicare la combinazione di hardware a 64 bit (il processore in particolare) e un sistema operativo a 64 bit.

Da 32 bit a 64 bit

Diversi decenni fa, i processori a 32 bit sono stati originariamente progettati, una lunghezza di word di 32 bit sembrava abbondante. Allora, 4 MB di memoria erano lo standard, quindi 4 gigabyte (il limite di indirizzamento della memoria di un processore a 32 bit) si pensava che fosse astronomico. La differenza sperava di fornire abbastanza buffer per resistere alla prova del tempo.

Come sappiamo ora, non era del tutto corretto. Le capacità di memoria di quattro e otto gigabyte sono standard per il nuovo hardware di consumo oggi. Per hardware commerciale, server e potenti desktop, viene utilizzata regolarmente anche più memoria. Tra qualche anno, quei numeri saranno ancora una volta sminuiti.

In diverse aree, l'hardware attuale si sta avvicinando al limite di ciò che può essere realisticamente realizzato utilizzando un'architettura a 32 bit. Il settore è ora in un periodo di transizione tra l'elaborazione a 32 bit e quella a 64 bit. Grazie ai numerosi sforzi per garantire la retrocompatibilità (ne parleremo più avanti), questa dovrebbe rivelarsi una transizione relativamente indolore.

Vantaggi del computing a 64 bit

Il passaggio dall'elaborazione a 32-bit a 64-bit ha diversi vantaggi pratici per gli utenti. Notevoli sono gli effetti sulla velocità di elaborazione e sulla capacità di memoria.

Velocità e precisione

Con una dimensione di parola di 64 bit, la dimensione dei blocchi che il processore può gestire i dati viene raddoppiata. Ancora più importante, la specifica x86-64 aumenta il numero di registri generici da 8 a 16, il che rende un processore a 64 bit tecnicamente più veloce.

Ciò influisce anche sull'accuratezza che può essere raggiunta dal processore nei suoi calcoli; dopotutto, il processore può usare il doppio dei bit per rappresentare un singolo numero. Con 64 bit, puoi fare oltre 4 miliardi volte tante combinazioni come fareste con 32 bit.

Maggiore supporto di memoria

Quando si lavora con la RAM di un computer, vengono utilizzati gli indirizzi di memoria. Questi indirizzi di memoria trasmettono la posizione di istruzioni o dati nella memoria fisica del computer (RAM). Sebbene siano stati ideati molti schemi di indirizzamento intelligenti, il numero di indirizzi disponibili è limitato dal numero massimo di bit che lo compongono.

Per l'elaborazione a 32 bit, è possibile affrontare teoricamente 4 GB di RAM. Se si inserisce più RAM in una configurazione a 32 bit, non c'è alcun modo per il processore di fare riferimento alla memoria aggiuntiva. In effetti, la situazione è ancora più terribile di così. Alcuni sistemi operativi riservano parte della memoria disponibile per il kernel del sistema operativo. Windows, ad esempio, solitamente richiede da 1 a 2 gigabyte per l'uso del kernel, riducendo ulteriormente la quantità di memoria disponibile per le applicazioni nello spazio utente.

Se si desidera utilizzare più di 4 gigabyte di memoria, l'elaborazione a 64 bit offre una soluzione. Questi 32 bit aggiuntivi forniscono schemi di indirizzamento a 64 bit un limite superiore teorico di 16 exabyte (ovvero 16 miliardi di gigabyte o 16 milioni di terabyte). In realtà, il numero è più basso. Per darti un'indicazione, l'attuale AMD64 (che è la versione di AMD della specifica x86-64) supporta uno spazio di indirizzamento fisico di circa 256 terabyte.

Mappatura della memoria

La memoria del computer è di diversi ordini di grandezza più veloce rispetto all'archiviazione del computer, persino per l'archiviazione SSD. La mappatura della memoria viene utilizzata per accelerare alcune interazioni di archiviazione. Semplificato, carica i file di cui si accede più facilmente dalla memoria alla memoria del computer, accelerando così l'accesso successivo.

La mappatura della memoria è stata utilizzata dai sistemi operativi per qualche tempo, quindi non è nuova per l'elaborazione a 64 bit. Tuttavia, c'è una notevole tendenza alla crescita delle dimensioni dei file. Big data, grande video, grandi giochi e così via. Con un massimo di 4 gigabyte per la memoria del computer (vedere la sezione precedente), anche la mappatura della memoria viene lentamente ridotta.

Quindi quali applicazioni trarranno vantaggio?

Concretamente, sono le applicazioni che funzionano con i big data. Il tuo elaboratore di testi o browser web medio non ha bisogno di molti registri di memoria e processore. Funzioneranno solo a nuoto con un processore a 32 bit e 4 gigabyte di memoria. Tuttavia, anche per i browser Web la differenza è chiaramente evidente Chrome a 64 bit Vs a 32 bit per Windows - È necessario installare 64 bit? Chrome a 64 bit Vs a 32 bit per Windows - Vale la pena installare 64 bit? Chiunque utilizzi Windows 7, 8 o 8.1 su un computer con un processore a 64 bit può utilizzare Chrome a 64 bit. Qual è la differenza? Sono contento che tu abbia chiesto. Leggi di più .

Le applicazioni che funzionano con codifica, decodifica e crittografia possono beneficiare molto dei registri aggiuntivi nei processori a 64 bit. Uno di questi esempi è la conversione video I migliori editor gratuiti per Windows I migliori editor gratuiti per Windows Tutti prendono i video in questi giorni. Tuttavia potenti editor di video gratuiti rimangono rari. Vi presentiamo i migliori editor video gratuiti in assoluto disponibili per Windows. Leggi di più . Le applicazioni 3D possono trarre vantaggio se il rendering è pesante per la CPU. Per i giochi, la GPU subirà il peso dell'impatto del rendering e i giochi beneficeranno maggiormente della RAM RAM aggiuntiva per i giocatori: cosa significano le specifiche e come alterano la RAM delle prestazioni per i giocatori: cosa significano le specifiche e come funzionano Alter Performance Se si desidera ottenere grandi prestazioni durante i giochi, è importante utilizzare l'hardware giusto in grado di svolgere il lavoro. Leggi di più .

Se implementati correttamente, alcuni processi software HPC (high power computing) come test di stress, multi-tasking e clustering possono trarre vantaggio anche da 64 bit.

Inconvenienti del calcolo a 64 bit

Sebbene la maggior parte delle prove sia a favore del computing a 64 bit, dovrebbero essere menzionati anche gli svantaggi. In particolare: maggiore utilizzo della memoria e mancanza di software a 16 bit e compatibilità dei driver a 32 bit.

La compatibilità è discussa a lungo nella prossima sezione.

Aumento dell'uso della memoria

Gli stessi dati potrebbero occupare più memoria su un sistema a 64 bit, rispetto a un sistema a 32 bit. Ciò è dovuto principalmente alla maggiore lunghezza di alcune strutture interne, come indirizzi di memoria (puntatori più grandi) e numeri a 64 bit. Su larga scala, questo non è davvero evidente. Non è nulla di cui preoccuparsi se si dispone di memoria sufficiente per garantire un sistema a 64 bit.

Compatibilità

Le persone hanno impiegato molto impegno per rendere la transizione tra l'elaborazione a 32 bit e quella a 64 bit il più agevole possibile. La compatibilità, nell'elaborazione a 64 bit, può essere considerata a diversi livelli. Inizieremo dal processore del computer e ci avvicineremo alle applicazioni per computer.

Compatibilità del processore

Il pezzo centrale della parata a 64 bit, hai sicuramente bisogno di un processore a 64 bit. È possibile scoprire se si dispone di un processore a 64 bit controllando il sito Web del produttore o utilizzando lo strumento Securable di Gibson Research Corporation. Questo strumento esamina più da vicino il processore del tuo computer e può dirti se ha una lunghezza massima di 64 bit, tra le altre cose. Windows 8.1 Upgrade Assistant ti dirà lo stesso.

I processori a 64 bit sono diventati lo standard per i computer consumer dal momento che le CPU x86-64 hanno fatto il loro ingresso nel 2003. Se hai acquistato il tuo processore negli ultimi anni, probabilmente hai un processore a 64 bit.

Compatibilità del sistema operativo

I processori a 64 bit sono compatibili con i sistemi operativi a 32 e 64 bit. Oggigiorno, tutti i sistemi operativi più diffusi vengono in questi due gusti. Se si dispone di un processore a 64 bit, è possibile scegliere con quale di questi due sapori installare. Sebbene, se si desidera sfruttare appieno i vantaggi di un processore a 64 bit, si dovrà andare anche con un sistema operativo a 64 bit.

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Compatibilità dei driver

È molto importante notare che i driver a 32 bit non sono compatibili con un sistema operativo a 64 bit e viceversa. In altre parole, l'hardware richiede un driver a 64 bit per funzionare con un sistema operativo a 64 bit. Per quasi tutti gli hardware di recente produzione, vengono forniti sia un driver a 32 bit che a 64 bit. Se vai al negozio e comprati una stampante HP, stai sicuro che avrà i driver a 64 bit.

Il problema principale esiste con il vecchio hardware, per il quale in alcuni casi il produttore dell'hardware non è stato in grado (o disposto) di creare nuovi driver dal 2003. In altre parole, l'hardware non è stato supportato attivamente nell'ultimo decennio. Di nuovo, è possibile verificare con il produttore se sono forniti driver a 64 bit. Per la maggior parte dei prodotti, questi possono essere scaricati dalla pagina di supporto del produttore.

È anche possibile controllare il Centro di compatibilità di Windows. Se un prodotto è certificato per Windows 8.1, è garantito che funzioni sia sulle versioni a 32 bit che a 64 bit dei sistemi operativi.

Compatibilità software

Un grande sforzo è stato speso nella speranza di rendere l'inevitabile transizione dall'elaborazione a 32-bit a 64-bit il più indolore possibile. Di conseguenza, la compatibilità del software è quasi perfetta. In effetti, quasi tutti i software a 32 bit sono compatibili con i sistemi operativi a 64 bit.

Due tipi di software non sono supportati sul sistema operativo a 64 bit. Innanzitutto, a causa della compatibilità dei driver discussa nella sezione precedente, il software potrebbe non basarsi esclusivamente su un driver specifico a 32 bit. In secondo luogo, il software non deve incorporare codice a 16 bit (il predecessore ancora più antico di 32 bit) nel proprio codice.

È possibile controllare nuovamente il Centro compatibilità Windows per verificare se un software a 32 bit verrà eseguito su un sistema operativo Windows a 64 bit. Con la certificazione Windows 8.1, funzionerà su entrambe le versioni a 32 e 64 bit dei sistemi operativi.

Stai utilizzando un sistema a 64 o 32 bit in questo momento? Cosa ti ha fatto cambiare, o cosa ti trattiene? Rilascia una linea nei commenti!

Crediti immagine: Oleksiy Mark, Derter

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