Bardzo popularne staje się pytanie – czym różnią się od siebie systemy/procesory 32-bitowe od 64-bitowych. Mimo iż dzisiaj w sklepie ze świecą szukać urządzeń 32-bitowych (nawet architektura procesorów mobilnych ARM oferuje 64 bity), porównam obie architektury i opiszę. Postaram się (w możliwie jak najprostszym stylu) odpowiedzieć na pytanie: – Czym się różnią od siebie poszczególne architektury?
Architektura
Najpierw należy zadać sobie pytanie: co to w ogóle jest Architektura x (wstaw 32 lub 64) bitowa? Architektura x bitowa oznacza, że przesyłane dane, adresy pamięci oraz słowa maszynowe mieszczą się w najwyżej x bitach pamięci. Architektura wymaga od programów, aby ich składniki mieściły się w określonej ilości bitów – jaką jest w stanie obsłużyć.
Istnieją techniki, które umożliwiają obsługę większej ilości pamięci, niż pozwala na to x bitowa architektura, np. poprzez segmentację lub wirtualizację pamięci. Do podobnych działań przyda się program RAMDisk.
Procesory – w zależności od tego, o jaką architekturę i technologię są oparte, różnią się pomiędzy sobą budową, np. długość szyny danych lub szyny adresowej w procesorze.
Co oznacza ilość bitów? 32 bity vs 64 bit w odniesieniu do pamięci RAM.
Zarówno 32 bity oraz 64 bity oznaczają ilość komórek pamięci, jaką jest się w stanie naraz zaadresować. Więcej na temat działania komórek pamięci. Ilość bitów oznacza ilość pamięci RAM, jaką procesor o danej architekturze jest w stanie obsłużyć.
32 bity to 232 ~ 4 GB RAM (może być mniejsza)
Tyle pamięci może jednocześnie zaadresować procesor 32-bitowy, jeżeli posiada odpowiednio długą szynę adresową.
64 bity to 264 ~ 16 EB RAM (Exabajtów).
Tyle pamięci może jednocześnie zaadresować procesor 64-bitowy, jeżeli posiada 64-bitową szynę adresową pamięci.
Dlaczego 2 do potęgi? – 1 bit może przyjąć jedną z dwóch wartości: „1” lub „0”. Stąd podstawą potęgowania jest 2. Więcej na temat bitów.
Architektura 32-bitowa umożliwia obsługę maksymalnie 4 GB pamięci RAM. Natomiast 64-bitowa umożliwia już obsługę aż do 16 Eksabajtów pamięci RAM. Czy to sporo? – Sprawdź sam/a:
1 Eksabajt = 1 000 000 TB = 1 000 000 000 GB
Oczywiście komputery na razie długo nie będą potrzebowały takiej ilości pamięci RAM, jaką jest w stanie obsłużyć architektura 64 bitowa, nawet przy zastosowaniach profesjonalnych.
Dlaczego zostały wprowadzone aż 64 bity?
W celu zwiększenia obsługiwanej ilości pamięci RAM (możliwości 32-bitowej, to za mało na dzisiejsze standardy) oraz w celu zmniejszenia kosztów produkcji na dłuższy czas – każdy procesor musi być projektowany z myślą o określonej architekturze, a to przy zmieniających się ciągle architekturach (8, 16, 32 bity itp.), generowało spore koszty ich wyprodukowania. Dzięki zastosowaniu tak przyszłościowej architektury – jaką jest 64-bitowa, producenci przez bardzo długo będą mogli operować tylko na jednej architekturze – oznacza to znaczną redukcję kosztów. Do tego dochodzi jeszcze potrzeba stosowania oprogramowania dostosowanego do danej architektury.
System Windows 64-bitowy będzie aktualny jeszcze przez bardzo długo, a to się bardzo opłaca producentowi, twórcom oprogramowania oraz użytkownikom, gdyż nie muszą się martwić o kompatybilność systemu ze sprzętem komputerowym oraz z programami. Rozwiązanie w postaci 64 bitów wydaje się więc być optymalne i przyszłościowe.
Procesor 64-bitowy a maksymalna obsługiwana ilość RAM
Architektura 64-bitowa wcale nie oznacza, że procesor posiada 64-bitową szynę pamięci. Jak już powiedzieliśmy – procesory nie potrzebują mieć możliwości adresowania jednocześnie aż 16 eksabajtów danych. Dlatego obecne procesory posiadają znacznie mniejsze szyny pamięci.
W specyfikacji dowolnego 64-bitowego procesora występuje informacja o maksymalnej ilości pamięci RAM, jaką obsłuży, są to wielkości często rzędu kilkudziesięciu GB, np. 32 GB lub 64 GB. Oznacza to, że szerokości szyn adresowych procesorów są dalekie od 64 bitów (to by wiązało się z obsługą do aż 16 miliardów GB, a nie tylko 32 GB).
Jak wyliczyć szerokość szyny procesora?
Jeżeli 32 bity ~ 4 GB, to mnożymy ilość pamięci x2 aż do maksymalnej wielkości obsługiwanej przez procesor. W tym przypadku maksymalna wielkość to 128 GB.
- 4 x 2 = 8 GB (czyli 33 bity)
- 8 x 2 = 16 GB (34)
- 16 x 2 = 32 GB (35)
- 32 x 2 = 64 GB (36)
- 64 x 2 = 128 GB (37)
W przypadku tego procesora wymnożyłem 5 razy – więc 32 + 5 = 37 bitów. Taka jest właśnie szerokość szyny procesora i5-10600K. To bardzo daleko od 64 bitów, prawda?
Czy architektura 64-bitowa wpływa na wydajność?
Jeśli popatrzymy na potrzebę korzystania z ilości ramu większej niż 4 GB (obecnie standard to 8 GB), to jak najbardziej zwiększa wydajność komputera. Komputer 64-bitowy może wykorzystywać większą ilość pamięci operacyjnej i nie cierpi na jej niedosyt. Jeżeli ilość pamięci RAM jest za mała, to komputer musi posiłkować się dyskiem twardym, który jest znacznie wolniejszy od pamięci ram. Wpływa to na ogólną wydajność komputera, znacznie go spowalniając.
Warto zaznaczyć, że przeskok z 32 bitów do 64 bitów nie ma wpływu na wydajność samego procesora (jeżeli nie potrzeba mu większej ilości pamięci RAM^).
Program 32-bitowy na architekturze 64-bitowej.
System Windows 64-bitowy zapewnia pełne wsparcie dla programów zarówno 64-bitowych, jak i 32-bitowych.
System 32-bitowy nie może uruchomić programów na architekturę 64-bitową. Do obsługi 64-bitowych programów jest wymagany procesor o 64-bitowej architekturze oraz system 64-bitowy, pisany z myślą o tymże procesorze.
Nie da się zainstalować na komputerze z 32-bitowym procesorem systemu 64-bitowego.
Podsumowanie: architektura 32 bitowa vs 64 bitowa
Architektura 32 bitowa:
- Obsługa do 4 GB pamięci RAM (w praktyce trochę mniej).
- Zbyt mała ilość RAM może spowalniać komputer.
- Nie jest kompatybilna z programami pisanymi na architekturę 64-bitową.
Architektura 64 bitowa:
- Ogromna ilość maksymalnej obsługiwanej wielkości pamięci RAM (do 16 EB przy odpowiedniej szynie adresowej procesora).
- Większa ilość pamięci ram może przyśpieszyć komputer (ale nie musi).
- Jest bardzo przyszłościowa i będzie jeszcze używana przez bardzo długo, zanim nadejdzie 128-bitowa.
- Większa uniwersalność: obsługuje programy 64-bitowe oraz 32-bitowe.
- Nie ma wpływu na wydajność samego procesora.
Mam nadzieję, że w miarę prosty i zrozumiały sposób wszystko opisałem.
Produkcja SmartMob.pl