Cât de mare este 128 de biți?
Cu Windows 7 vine în format de arhitectură pe 32 și 64 de biți, se crede că următoarele procesoare și sisteme de operare vor fi pe 128 de biți. Este adevărat; și este aceasta următoarea evoluție naturală?
Ce este informatica pe 128 de biți? Ei bine, pornind de la calculul pe 32 de biți, procesorul este capabil să proceseze 232 de biți de informație, adică 4.294.967.296 sau puțin peste 4 giga. Calculul pe 64 de biți este, de asemenea, 264 sau 18.446.744.073.709.551.616, adică peste 18 exobiți de memorie (quintilioane). Asta doar pentru 64 de biți. Și pentru 128 de biți? Asta înseamnă 2128 sau 3,4028236692093846346337460743177e+38 biți. Asta înseamnă o mulțime de biți cu care să lucrezi. Deci este necesar acest lucru? Aceasta este întrebarea; biții operaționali și biții disponibili sunt două lucruri diferite. Pot computerele și, mai ales, software-ul, să folosească un astfel de spațiu de biți?
CPU
Răspunsul la întrebarea anterioară va depinde de structura CPU. CPU are registre, ALU (unitatea aritmetico-logică ), care face calculele matematice, și magistrala de date, care deplasează datele din memoria cache în memorie. Ciclul fetch-execute este important în abordarea modului în care sunt procesate datele.
Registrele nu sunt o parte a memoriei, mai degrabă sunt zone de stocare temporară și lucrează sub masca unității de control. Ele preiau instrucțiuni sau date și efectuează operații logice sau aritmetice. Mai multe informații sunt disponibile despre rolul unui CPU sau al unității microprocesorului.
Registrele din CPU
Ce face registrul?
Registrele primesc informația din memorie sau de la CPU, o păstrează temporar și o transmit mai departe conform instrucțiunilor unității de control. Registrele sunt legate la un ceas, în cazul în care o instrucțiune din registru este executată într-un ciclu de ceas. Numărul de registre variază de la un calculator la altul; fiecare dintre ele este conceput pentru a îndeplini o funcție specifică. Registrele au o capacitate de stocare specifică în funcție de numărul de biți cu care sunt proiectate. În mod normal, într-un microcalculator sunt prezente 14 registre.
1]Registrul acumulator este un registru de date special și stochează rezultatul ultimei etape de procesare a ALU.
2]Registrele vizibile pentru utilizator sunt împărțite în registre de date și registre de adrese.
3]Registrele de adrese sunt utilizate pentru a păstra registrele de memorie și următoarea bucată de date.
4]Registrele de date stochează date.
5]Registrele de condiție sunt utilizate pentru a determina dacă instrucțiunea trebuie executată sau nu.
6]Registrele constante sunt utilizate pentru a stoca valori numai pentru citire.
7]Registrele cu virgulă mobilă stochează numere cu virgulă mobilă.
8]Registrele de uz general stochează date și adrese.
9]Registrele cu destinație specială sunt utilizate pentru a stoca starea programului și constau din contorul de program,
10]pointerul de stivă și
11]registrele de stare.
12]Contorul de program păstrează adresa următoarei instrucțiuni care urmează să fie executată.
13]Registrul de instrucțiuni păstrează instrucțiunea în timp ce aceasta este executată.
14]Registrul index stochează un index al adreselor de memorie.
Puteți citi despre O interpretare vizuală a modului de funcționare a unui procesor și puteți afla informații suplimentare despre registre.
Extinderea adresei fizice în procesoarele de 32 de biți
Există o modalitate care să facă procesorul de 32 de biți să funcționeze ca unul de 64 de biți? De fapt, există. Se numește Extinderea adresei fizice (PAE).
Extinderea adresei fizice este o tehnică care permite procesoarelor să adreseze mai multă memorie decât cea disponibilă prin proiectare. Se poate face numai pe sistemele x86, unde 32 de biți pot fi făcuți să funcționeze până la 64 de biți. Acest lucru se realizează atunci când registrul de adresare împarte memoria totală în diferite bănci de spațiu unde poate permite apoi accesul la întreaga memorie. Astfel, pe măsură ce registrul de date pe 32 de biți primește date, poate împărți datele într-o a doua bancă și obține operațiunea pe 64 de biți, iar aceasta este procesată într-un singur ciclu.
Când acest proces este pus în aplicare, registrele pe 32 de biți acționează în mod concertat pentru a imita un registru pe 64 de biți. Acest lucru permite ca ciclul CPU să funcționeze pentru a procesa două registre și să le trimită la ALU pentru procesare într-un singur ciclu. Dar aceasta nu este singura implementare CPU disponibilă.
Accesul neuniform la memorie
O altă implementare CPU este accesul neuniform la memorie (NUMA), care permite CPU să acceseze memoria indiferent de distanța dintre adresele de memorie. Deoarece unele locații de memorie sunt mai aproape de CPU, în timp ce altele sunt mai îndepărtate, CPU va avea nevoie de mai mult timp pentru a procesa datele din memoria care este mai îndepărtată. Pentru a rezolva acest lucru, procesorul este împărțit în noduri, astfel încât procesarea se face per nod și, prin urmare, mai rapid, indiferent de locația fizică a memoriei. Astfel, aplicațiile pot profita de procesarea pe 64 de biți într-un mediu pe 32 de biți dacă există NUMA. Acest lucru ridică întrebarea: poate acest tip de procesare să permită operațiuni pe 128 de biți?
64 Bit and 128 Bit OS
Utilizarea sistemelor pe 128 de biți nu este inevitabilă în timp ce există procese în CPU care pot fi folosite pentru a face ca un procesor pe 32 de biți să acționeze ca un procesor pe 64 de biți, iar un procesor pe 64 de biți să acționeze ca un procesor pe 128 de biți. Dacă extensia adreselor fizice, care acum se aplică doar sistemelor x86 (32 de biți), ar fi modificată pentru sistemele de 64 de biți pentru a le permite să se comporte ca sisteme de 128 de biți, ar fi un pas înainte în direcția lucrului cu 128 de biți. Același lucru este valabil și pentru modificările care folosesc NUMA, în acest caz din cauza numărului de locații de memorie care sunt distanțate de CPU trebuie să fie folosite, deoarece CPU-urile pe 64 de biți vor avea în mod natural o dimensiune mai mare decât un CPU pe 32 de biți.
În cele din urmă, există unele aplicații, cum ar fi criptarea pe 128 de biți, sau criptografia, care pot profita în mod natural de CPU pe 128 de biți. Procesul de criptare va fi mai rapid, deoarece va fi nevoie de un singur ciclu de procesare pentru a realiza criptarea. Dar acest lucru arată că, pentru a profita pe deplin de procesorul de 128 de biți, trebuie să aveți aplicații care sunt scrise pentru a se integra perfect în operațiunile CPU.
În acest moment, acesta este unul dintre cele mai mari dezavantaje în practicile aplicațiilor. Majoritatea aplicațiilor sunt încă scrise doar pentru nivelul de 32 de biți, ele nu sunt nici măcar la nivelul de 64 de biți. Acest lucru va necesita programe de proiectare software care au fost rescrise pentru a crea aplicații pe 128 de biți. Programe de proiectare software precum Visual Studio, sau .Net Framework, sau SQL Server 2005, sau SQL Server 2008, vor trebui să producă aplicații pe 128 de biți. Dar ele nu sunt la acest nivel – acum, ele generează aplicații pe 32 de biți.
Ce va realiza un proces de 128 de biți?
Puterea de procesare mai mare și mai rapidă este răspunsul natural la această întrebare. Aplicațiile complexe care au nevoie de multă putere de procesare, adică o procesare care poate fi realizată într-un singur ciclu de procesare, sunt ideale. Acestea sunt operațiuni inginerești, sau matematice, sau științifice. Acestea sunt modelări financiare sau economice sofisticate. Acestea sunt, de asemenea, prelucrări complexe medicale, sau biologice, sau chimice care trebuie efectuate rapid. Oricare dintre aceste aplicații care trebuie să genereze rezultate rapid pot beneficia de un sistem de operare care poate fi sincronizat cu un CPU de 128 de biți. Puteți citi mutați despre problemele legate de arhitectura de 128 de biți la Windows 128 Bit Architecture – How much RAM can a Processor Handle.
Intel Micro Architecture Image: Wikimedia Commons
Intel 1820 Architecture Image: Wikimedia Commons
Numa: Imagine Wikimedia Commons
Acest articol face parte din seria: 64 Bit Computing vs 32 Bit Computing
Pe măsură ce procesoarele devin mai sofisticate, la fel se întâmplă și cu sistemele de operare care le suportă. Acest lucru se întâmplă acum cu calculatorul pe 64 de biți și cu mai vechiul calculator pe 32 de biți. Înțelegerea modului în care dimensiunea procesorului afectează sistemul de operare este scopul acestei serii de articole.
- Diferența dintre Windows7 X64 și X86
- Compararea diferenței dintre Windows 7 de 32 și 64 de biți
- Pot fi atins un sistem de operare pe 128 de biți și ce se va realiza?
.