Для чего нужна разрядность

Что такое разрядность (битность)
операционной системы

Что такое разрядность

Исходя из определения, можно сделать вывод, что чем выше разрядность операционной системы компьютера, тем быстрее он работает.

На самом же деле, не все так просто. Прирост быстродействия от использования 64-битной системы на практике почти не ощущается. Кроме того, каждый из типов ОС имеет свои недостатки.

Недостатки 64-разрядной версии Windows:

• Windows х64, а также 64-разрядные программы, используют значительно больше оперативной памяти компьютера, чем их 32-разрядные аналоги;

• Windows х64 может работать только на компьютере, процессор которого поддерживает такую возможность. Однако, этот недостаток уже почти потерял свою актуальность, поскольку абсолютное большинство современных процессоров поддерживают технологию х64.

Недостатки 32-разрядной версии Windows:

• компьютер с 32-разрядной системой может использовать не больше 4 ГБ оперативной памяти, даже если объем физически установленных в нем модулей ОЗУ будет значительно превышать этот показатель;

• в 32-разрядных версиях Windows не работают 64-битные программы. В то же время, 32-битные приложения в Windows 64-bit, как правило, работают нормально.

Какую Windows предпочесть, 32-х или 64-разрядную?

Как узнать разрядность Windows компьютера

1. Найти на рабочем столе компьютера значок с названием «Компьютер», «Этот компьютер» или «Мой компьютер».

Если на рабочем столе такой значок отсутствует, его туда можно добавить. Как добавить значок «Компьютер» на рабочий стол читайте здесь.

2. Щелкнуть по этому значку правой кнопкой мышки и в открывшемся контекстном меню выбрать пункт «Свойства».

Откроется окно, которое в разных версиях Windows выглядит по-разному. Но в нем в любом случае отображается информация о разрядности Windows, см. изображение ниже.

Исключением является Windows XP. Информация о ее типе отображается только в том случае, если Windows является 64-разрядной. В открывшемся окне будет присутствовать надпись “Выпуск x64”, “x64 edition” или что-то похожее. Если такой надписи нет, значит Windows XP является 32-разрядной.

Источник

Разрядность программ 32 и 64 бита: что это значит?

Рассказываем, откуда берется разрядность программ, при чем здесь процессор и оперативная память.

Многие замечали, что при загрузке приложения или игры часто предлагаются две версии – 32- и 64-разрядная. По внешнему виду и функциональности между ними нет абсолютно никакой разницы. Все отличия кроются внутри – в архитектуре самой программы.

Что такое разрядность?

Для понимания разрядности программы нужно вникнуть в работу компьютерных процессоров.

Если говорить простыми словами, разрядность – это объем информации в битах, которым процессор обменивается с оперативной памятью за один подход. 64-битный процессор более эффективен с точки зрения производительности, чем 32-битный, так как в один такт он передает в ОЗУ 64 бита данных, а не 32.

Но честно говоря, для современного пользователя эта информация не играет существенной роли, так как все выпускаемые сегодня процессоры относятся к 64-разрядным продуктам и способны без проблем работать в режиме 32 бит.

Важный момент касается оперативной памяти.

32-битные процессоры распознают ограниченный объем ОЗУ – не более 4 ГБ. 64-битные такого жесткого лимита не имеют. Соответственно, чтобы пользоваться большим количеством оперативной памяти – свыше 4 ГБ – в компьютере должен стоять 64-битный ЦПУ и вся аппаратная часть (отчасти и программная тоже) должна быть подобрана таким образом, чтобы весь установленный объем ОЗУ мог быть задействован.

Теоретически у 64-разрядных процессоров тоже есть ограничение по «видимости» ОЗУ – 16,8 миллионов ТБ. Но в обозримом будущем в компьютерах не будет использоваться и сотой доли этого числа.

Разрядность существует не только у приложений, но и у операционных систем.

Базовые версии Microsoft Windows имеют разрядность 32 бита. В них приложения испытывают те же ограничения по объему используемой оперативной памяти. Даже в самой совершенной и профессиональной версии Windows базового уровня 4 ГБ – это максимальный объем ОЗУ, который может быть задействован приложениями.

Когда 64-разрядные процессоры стали доступны широкому кругу потребителей, Microsoft и Apple начали проектировать 64-разрядные ОС, без которых пользователи не увидели бы прироста вычислительной мощности. Первой полностью 64-битной ОС стала Mac OS X Snow Leopard 2009 года выпуска, а первым смартфоном с 64-битным чипсетом стал iPhone 5s на базе Apple A7.

На официальном сайте Microsoft есть страница, где перечислены ограничения по памяти для различных версий Windows, включая серверные сборки. Но в целом, если вы работаете на последней версии Windows 10, о каких-либо лимитах беспокоиться не стоит.

64-разрядные версии Windows устанавливаются на мощные компьютеры, так как они позволяют добиться от ПК большей производительности за счет аппаратных и программных преимуществ 64-битных продуктов.

На самом деле далеко не всем программам требуется более 4 ГБ оперативной памяти. Это требование характерно для графических и CAD-редакторов, современных видеоигр и т.п. Менее требовательные к ресурсам приложения могут разрабатываться на основе 32-разрядной архитектуры и успешно запускаться в 64-битной среде без дополнительных настроек. Исключением из правила являются антивирусы и драйвера: для корректной работы их архитектура должна соответствовать архитектуре среды.

То же самое, да не совсем

Доказательство того, что процессор вашего компьютера способен работать в режимах 32 и 64 бит, вы можете найти самостоятельно. В 64-битной версии Windows на диске С есть две папки Program Files – просто Program Files и Program Files x86. В первую при установке попадают 64-битные программы, а во вторую – 32-битные.

В системе Windows все приложения используют одни и те же ресурсы, встроенные в файлы DLL. Структура этих файлов может иметь отличия в зависимости от того, какой тип приложения их задействует – 32- или 64-битный. Если 32-разрядное приложение попытается задействовать 64-разрядный DLL, возникнет ошибка, и приложение скорее всего прекратит работу.

Но как было сказано выше, многие программы по-прежнему проектируются под 32-разрядные ОС. Это давно существующая и хорошо изученная среда. Для запуска таких программ особые настройки не требуются, компьютер просто использует два разных каталога ресурсных файлов. Автоматическое распределение программ по папкам Program Files – это инструкция системе, какой каталог задействовать для запуска того или иного приложения.

Источник

Что такое разрядность Windows, какая бывает и на что влияет?

Наверняка каждый пользователь компьютера, когда-либо выполнявший установку/переустановку операционной системы Windows, сталкивался с необходимостью выбора разрядности. В данной статье мы подробно разберем, что это такое, на что может влиять в работе с компьютером, а также приведем все «за и против» при выборе разрядности ОС.

Что такое разрядность?

Термин «разрядность» применяется не к операционной системе или какому-либо программному обеспечению, а к электронно-вычислительному устройству либо шине, при помощи которой осуществляется передача информации между разными функциональными модулями компьютера.

Минуя сложные информационные и электронно-вычислительные термины, разрядность можно охарактеризовать как способность устройства или шины одновременно обрабатывать (принимать, отправлять) определенное количество бит за один такт (условно — 1 Гц). Если брать в пример 32-разрядный центральный процессор (ЦП), то он способен обрабатывать до 32 бит информации за один тактовый сигнал. 64-разрядные устройства обрабатывают за то же количество времени в два раза больше бит и так далее.

Если речь идет о разрядности операционной системы или любого программного обеспечения, здесь имеется в виду их способность работать с 32-х или 64-х битными процессорами. Например, Windows x64 не получится запустить на 32-х разрядном ЦП.

Однако все современные процессоры, использующиеся на персональных компьютерах, имеют 64-битную разрядность. Это позволяет устанавливать на них как 32-х, так и 64-х разрядные операционные системы. Для возможности запуска на x64 процессорах 32-битных ОС в первых предусмотрена специальная функция, имитирующая работу устройства в 32-битной разрядности. Tсли мыслить логически, максимальная производительность ЦП урезается вдвое.

Что означает разрядность x86?

Зачастую при описании разрядности операционных систем, каких-либо программ или электронно-вычислительных устройств вместо «x32» или «x64» указывается «x86». На самом деле, под «x86» подразумевается 32-битная разрядность. «x86» — это всего лишь одно из названий архитектуры 32-разрядных процессора. Это название было придумано компанией Intel. Оно образовано из последних двух цифр (86), которые присутствовали в наименовании всех ранних процессоров Intel — i286, i486 и т.д.

Как узнать разрядность моей Windows?

Определить разрядность установленной на компьютере операционной системы Windows можно множеством способов. Чтобы сделать это штатными средствами Windows, следуйт инструкции:

Отличия между Windows x86 и x64

Из всего вышесказанного следует вывод, что 64-разрядные электронно-вычислительные устройства и программное обеспечение более производителей, чем 32-разрядные. И в этом основное преимущество 64-битных ревизий операционных систем Windows. Однако максимальная производительность x64 может быть достигнута только на тех компьютерах, которые отвечают минимальным требованиям, предъявляемым к процессору и оперативной памяти:

Конечно, для запуска на компьютере 64-битной Windows будет достаточно одноядерного процессора с тактовой частотой в 1Ггц и оперативной памяти размером в 1 ГБ (и даже меньше, все зависит от версии операционной системы — 7, 8 или 10). Однако этих параметров окажется маловато для того, чтобы можно было «выжать» из системы всю ее производительность.

Если ПК не соответствует этим требованиям, то переход с 32-битной Windows на 64-битную не будет иметь смысла. Ситуация с производительностью, скорее всего, даже ухудшится — компьютер будет выполнять обыденные задачи медленнее.

Основное отличие — максимальный объем оперативной памяти

Основная причина перехода пользователей на использование 64-разрядных операционных систем Windows — это способность последних работать с объемом оперативной памяти более 4 Гб. Да, 32-битные ОС попросту не распознают объем ОЗУ больше этого значения.

Пользователей 32-разрядных систем будет ожидать неприятный сюрприз, когда они решат увеличить производительность своего компьютера, докупив дополнительные планки оперативной памяти. Если суммарный объем ОЗУ превысит отметку в 4 Гб, то эти «лишние» гигабайты системой будут попросту урезаны.

Количество установленного и доступного для использования объема оперативной памяти легко проверить штатными средствами Windows:

Т.е. каким бы не являлся объем установленной в компьютер оперативной памяти, в 32-разрядных версиях операционных систем Windows всегда будет доступно лишь 4 Гб.

Когда стоит переходить на Windows x64?

Переходить на использование 64-битных версий Windows, несомненно, стоит при необходимости увеличения производительности компьютера путем установки дополнительного объема оперативной памяти. Причем это можно сделать даже в случае, если в компьютере установлен одноядерный процессор. Ведь не терять же столь значительный объем ОЗУ.

Однако возможность использования на компьютере оперативной памяти более 4 Гб — не единственная причина перехода на 64-битную Windows. Это также может потребоваться для запуска программ или компьютерных игр, специально разработанных для использования в 64-битных операционных системах (их запуск в 32-битной среде невозможен). Для этого необязательно иметь на компьютере внушительный объем ОЗУ или многоядерный процессор, т.к. далеко не все 64-битные программы требуют наличия высоких компьютерных мощностей.

При переходе на 64-битную верию Windows нужно иметь в виду, что могут возникнуть проблемы с драйверами устройств. Не все производители выпускают программное обеспечение для своего оборудования, предназначенное для работы в 64-битной среде.

Источник

О разрядности процессоров

Целью данной статьи является попытка посеять сомнение в голове читателя, уверенного, что он знает о разрядности всё или почти всё. Но сомнение должно быть конструктивным, дабы сподвигнуть на собственное исследование и улучшить понимание.

Термин «разрядность» часто используют при описании вычислительных устройств и систем, понимая под этим число бит, одновременно хранимых, обрабатываемых или передаваемых в другое устройство. Но именно применительно к центральным процессорам (ЦП), как к наиболее сложным представителям вычислительного железа, не делимым на отдельные детали (до тех пор, пока кто-то не придумал, как продать отдельно кэш или умножитель внутри чипа), понятие разрядности оказывается весьма расплывчатым. Продемонстрировать это поможет умозрительный пример.

Представьте себе, что вокруг благодатные 80-е, в мире (всё ещё) десятки производителей ЦП, и вы работаете в одном из них над очередным поколением. Никаких 256-битных SSE8, встроенных GPU и 5-канальных контроллёров памяти на свете пока нет, но у вас уже есть готовый 16-битный процессор (точнее, «16-битный» пишется в технической документации), в котором 16 бит везде и во всём — от всех внешних шин до архитектурного размера обрабатываемых данных. Реальным примером такого ЦП могут быть первые однокорпусные (правда, не однокристальные) ЦП для архитектуры DEC PDP-11. И вот приходит задание руководства — разработать новое, обратно совместимое поколение этого же ЦП, которое будет 32-битным — не уточняя, что понимается под последним. Именно это понимание и предстоит прояснить в первую очередь. Итак, наш главный вопрос: что именно надо удвоить по разрядности в нашем пока насквозь 16-битном ЦП, чтобы получившийся процессор мог называться 32-битным? Чтобы решать задачу было легче, применим два подхода: систематизируем определения и посмотрим на примеры.Систематизируем

Первое, что приходит в голову — разрядность чего именно считать? Обратимся к определению любой информационной системы: её три основных функции — это обработка, хранение и ввод-вывод данных, за которые отвечают, соответственно, процессор(ы), память и периферия. Учитывая, что сложная иерархически самоподобная система состоит из многих компонент, можно утверждать, что такое разделение функций сохраняется и на компонентном уровне. Например, тот же процессор в основном обрабатывает данные, но он также обязан их хранить (для чего у него есть относительно небольшая память) и обмениваться с другими компонентами (для этого есть разные шины и их контроллёры). Поэтому будем функционально разделять разрядности обработки, хранения и обмена информации.

Рискну предположить, что все производители любого программируемого «железа», особенно процессоров, на 90% стараются не для конечных пользователей, а для программистов. Следовательно, с точки зрения производителей процессор должен выполнять нужные команды нужным образом. С другой стороны, детали структуры кристалла (топологические, электрические и физические параметры отдельных транзисторов, вентилей, логических элементов и блоков) могут быть скрыты не только от пользователя, но и от программиста. Выходит, что разрядность надо отличать и по реализации — физическую и архитектурную.

Следует добавить, что программисты тоже бывают разные: большинство пишут прикладные программы на языках высокого уровня с помощью компиляторов (что делает код до некоторой степени платформонезависимым), некоторые пишут драйверы и компоненты ОС (что заставляет более внимательно относиться к учёту реальных возможностей аппаратной части), есть творцы на ассемблере (явно требующем знания целевого процессора), а кто-то пишет сами компиляторы и ассемблеры (аналогично). Поэтому под программистами далее будем понимать именно тех, для кого детали аппаратной реализации важны если не для написания программы вообще, то хотя бы для её оптимизации по скорости — «архитектурная» разрядность чего-либо будет относиться именно к программированию на родном машинном языке процессора или более удобном ассемблере, не залезая при этом в нутро ЦП (это уже вопросы микроархитектуры, которую мы для большего различия и назвали физической реализацией). Описанные нюансы всё равно влияют на всех программистов, т.к. языки высокого уровня почти всегда переводятся компиляторами в машинный код, а компиляторы тоже должен кто-то написать. Исключения в виде интерпретируемых языков тоже не стоят в стороне — сами интерпретаторы тоже создаются с помощью компиляторов.

Осталось рассмотреть, разрядность какой именно информации нам интересна. Что вообще потребляет и генерирует ЦП в информационном смысле? Команды, данные, адреса и сигнально-управляющие коды. О последних речь не идёт — их разрядность жёстко зафиксирована в конкретной аппаратной реализации и в большинстве случаев программно не управляема. Чуть трудней с командами — в семействе архитектур RISC, например, разрядность любого обращения к памяти должна быть равна физической разрядности шины данных процессора, в т.ч. и при считывании кода (кроме некоторых послаблений в современных ARM и PowerPC). Это хорошо для ЦП — нет проблем с невыровненным доступом, все команды имеют одинаковую, либо переменную, но просто вычисляемую длину. Зато плохо для программиста — RISC это усечённый набор команд, которые ещё и занимают больше места, чем при более компактном кодировании (для того же алгоритма нужно больше команд, но и для того же числа команд надо больше байтов). Поэтому именно CISC-парадигма завоевала наибольший подход с её разнообразием и переменной длинной команд, не равной разрядности чего-либо. Разумеется, все современные ЦП внутри — настоящие RISC, но это только физически, а не архитектурно. Остались только два вида информации — данные и адреса. Их и рассмотрим.Собираем

У нас имеется три критерия видов разрядности: функциональный (обработки, хранения и обмена), реализационный (физическая и архитектурная) и типовой (данных и адресов). Итого уже 12 видов этой непонятной штуки. Предположим, что на каждую комбинацию критериев для нашего исходного ЦП мы отвечаем «16-битная» (и физическая разрядность обработки данных, и архитектурная хранения адресов, и все остальные). Теперь посмотрим, какие из этих вопросов обязательно должны давать ответ «32-битная», чтобы получившийся процессор оказался именно таким.

Начнём с архитектурной части. Должен ли ЦП хранить данные и адреса в логическом 32-битном формате, чтобы называться 32-битным? Насчёт данных, очевидно, да, а вот по поводу адресов всё не так просто. Почти все 8-битные (по данным) ЦП имеют возможность хранить 16-битные адреса в парах регистров (иначе им не видать распространённой на этих платформах 16-битной адресации), но от этого их не называют 16-битными. Может быть, если ЦП сможет хранить 32-битные данные, но всего-то 16-битные адреса, его уже можно называть 32-битным.

На аналогичные вопросы об архитектурных вычислениях над 32-битными данными и адресами, а также программно 32-битном обмене данных с программно 32-битной адресацией ответ может быть таким же — с данными надо, а с адресами не факт.

Перейдём на физическую реализацию. Должен ли ЦП хранить данные и адреса в физически 32-битном формате? Оказывается, не обязательно, т.к. для 32-битных операндов можно спарить регистры, чем успешно пользовались ещё 8-битные ЦП, начиная с i8080. А зилоговские 16-битные Z8000 могли даже счетверять регистры, получая 64-битный аргумент (только для данных). Это не так эффективно, т.к. полный объём данных, умещающийся в регистровом файле, не увеличится, но это и не требовалось. Зато всегда есть возможность обратиться и к старшей, и к младшей половине виртуального 32-битного регистра — камень в огороды архитектур IA-32 и MC68k, где можно обращаться только к младшей половине (в IA-32 — ещё и с префиксом, что замедляет выполнение).

Идём далее. Должен ли ЦП обрабатывать данные и адреса 32-битными физическими порциями? Оказывается, и это не требуется, операнды можно обрабатывать половинками в функциональных устройствах 16-битного размера. Стоит вспомнить процессор Motorola MC68000, применявшийся в первых Макинтошах, Амигах, Атари и других популярных машинах — он считался 32-битным, в нём есть 32-битные регистры, но нет ни одного 32-битного ФУ (оно появилось только в 68020). Зато есть целых три 16-битных АЛУ, два из которых умеют спариваться при выполнении 32-битной операции. У i8080 и Z80 8-битные АЛУ выполняли 16-битные операции для вычисления адреса последовательно над его байтами. Позже эта история повторилась с набором SSE и его 128-битными операндами, которые поначалу обрабатывались на 64-битных ФУ.

Наконец, обмен: нужно ли процессору физически принимать и передавать данные 32-битными порциями с 32-битной адресацией? На первый вопрос дали ответ почти все производители ЦП, выпустив чипы с половинной шириной шины: 8 бит для 16-битного i8088, 16 бит для 32-битных MC68000/010 и i80386SX/EX/CX, и даже 8 бит для 32-битного MC68008. С физической разрядностью шины адреса куда веселее. Начнём с того, что для многобайтовых шин данных (т.е. начиная с 16-битной) физическая адресация памяти может происходить по словам или по байтам. В первом случае на шину адреса всегда подаётся адрес слова, а шина данных считывает или записывает нужную его часть — от отдельного байта до слова целиком. Для обозначения разрядности доступа может применяться отдельная шина байт-маски (в архитектуре x86 такой приём начал применяться со времён i386 — по биту на каждый байт шины данных), либо комбинация управляющих сигналов с младшими битами шины адреса, которые в этом режиме не нужны (для 32-биной шины данных адрес слова нацело делится на 4, а потому младшие 2 бита шины адреса всегда равны нулю) — так было до выхода i386. Случай же адресации байтов возможен лишь при динамической подстройке ширины шины и из широко известных ЦП применялся только в MC68020/030. В результате к сегодняшнему дню используется именно адресация слов вместе с байт-маской, поэтому физическая разрядность шины адреса оказывается меньше её логической ширины на число бит, на единицу меньшее разрядности шины данных в байтах. Из чего следует, что 32-битная физическая шина адреса может быть только при 8-битной шине данных, на что ни один архитектор и инженер в здравом уме не пойдёт по очевидным соображениям.

Но это ещё не всё. Зачем нам вообще 32-битная физическая или логическая адресация? Середина-конец 80-х, на рынке только-только появились мегабитные микросхемы памяти, типичный объём памяти для ПК пока что измеряется сотнями килобайт, но чуть позже — мегабайтами. А 32-битная адресация позволит получить доступ к 4 ГБ физического ОЗУ! Да кому вообще такое может понадобиться в ближайшие лет 20 в персоналках?! Неудивительно, что первые популярные «32-битные» ЦП имели совсем не 32 бита логической ширины шины адреса: MC68000 имел 24 (23 физических + 1 для управления разрядами), а MC68008 — и вовсе 20. Intel 386SX (вышедший на 3 года позже оригинального полностью 32-битного i80386), помимо уполовинивания шины данных, сократил и шину адреса до 24 (23 физических) бит, а его встраиваемые версии 386EX/CX имели 26-битную шину. Более того, первые чипсеты, позволявшие оперировать 32-битными адресами, появились лишь в 90-х, а первые материнские платы, имевшие достаточное число слотов памяти, чтобы набрать >4 ГБ модулями максимального на тот момент размера — лишь в 2000-х. Хотя первые ЦП с 64-битной физической шиной адреса (IBM/Motorola PowerPC 620) появились аж в 1994 г.. Выводим

Итак, физически в процессоре вообще ничего не требуется делать 32-битным. Достаточно лишь архитектурно убедить программиста, что ЦП выполняет 32-битные операции одной командой. И хотя она при отсутствии полноценных внутренних ресурсов неизбежно будет декодироваться в цепочки микрокода для управления 16-битными физическими порциями информации и аппаратными блоками — это уже программиста не волнует. Так что же, достаточно переписать прошивку, переделать декодер и схему управления, и вот наш 16-битный процессор сразу стал 32-битным?

Как известно, любую хорошую идею можно довести до абсурда, и тогда она сама себя дискредитирует. Увеличение разрядности ЦП — не исключение. На этом месте архитектурщик сразу должен задаться вопросом — а зачем всё это? Увеличивать разрядность данных хорошо для ускорения работы с ними (часто требуется обрабатывать значения, не умещающиеся в 16 бит), а адресов — для получения возможности оперировать большими объёмами данных (ограничение в 64 КБ для 16-битной адресации, кое-как ослабленное сегментной моделью IA-16, сковывало программистов уже в середине 80-х). Можно, конечно, сделать страничную адресацию с программно переключаемыми банками (могли же 8-битные ЦП адресовать 1 МБ на популярных дешёвых ПК и игровых приставках), но ценой усложнения программ и замедления доступа к памяти. Аналогично — разве имеет смысл делать 32-битность для данных такой, что она почти не ускоряет производительность по сравнению с обработкой 32-битных чисел на 16-битной платформе под управлением программы, а не микрокода? Таким образом мы только упростим программирование, сэкономив на числе команд, но не получим скачок в скорости. Из чего мы приходим к выводу — увеличение разрядности должно реализовываться так, чтобы оно реально привело к качественному (больше памяти) и количественному (быстрее операции) скачку возможностей архитектуры. «Больше памяти» здесь относится именно к качественному развитию, т.к. многие алгоритмы и приложения вообще откажутся работать при недостатке ОЗУ, в то время как даже медленный процессор всё равно рано или поздно программу выполнит. Виртуальная память с дисковой подкачкой бессмысленна при менее чем 32-битной реализации.

Но означает ли всё это, что в ЦП как можно больше ресурсов, и аппаратных, и архитектурных, должны быть 32-битными, чтобы его можно было бы назвать полноценным 32-битным процессором? Совсем нет. Возьмём тот же MC68000 — у него 32-битная архитектура для данных и адресов и 32-битные регистры, но 16-битные АЛУ и внешняя шина данных и 24-битная физическая внешняя адресация. Тем не менее, недостаточная «32-битность» не мешает ему обгонять появившийся на 3 года позже «16-битный» 80286: на популярном в 1980-е бенчмарке Dhrystones MC68000 на 8 МГц набирает 2100 «попугаев», а 286 на 10 МГц — 1900 (также 16-битный i8088 на 4,77 МГц — 300).

Но всё это нам не поможет ответить на вопрос — что же такое разрядность процессора? В момент, когда мы уже было пришли к некоему заключению, на сцене появляется новый герой — тип данных. Всё вышеизложенное имело отношение лишь к целочисленным вычислениям и их аргументам. Но ведь есть ещё и вещественные. Кроме того, пока что мы оперируем скалярными величинами, но есть ещё и векторные. А ведь, по слухам, Intel намерена встроить вещественный сопроцессор прямо внутрь своего нового 80486 (напомню: на дворе у нас, условно — 80-е годы). С учётом того, что внутреннее физическое и архитектурное представление данных (с адресами FPU не работает) 80-битное — как же тогда называть «четвёрку» — «32/80-битным» процессором? Вернёмся обратно в настоящее — как называть Pentium MMX, который откусил 64 бита от каждого 80-битного скалярного вещественного регистра и назвал их целочисленным векторным регистром? А Pentum Pro/II с 256-битной шиной данных между кэшем L2 и ядром? (Ещё ранее MIPS R4000 и его варианты имели внутренний контроллёр L2 с внешней 128-битной шиной до самого кэша.) А как назвать Pentium III с его 128-битными регистрами XMM, хотя в каждом таком векторе могут пока храниться лишь 32-битные компоненты, а обрабатываться лишь парами в 64-битных ФУ, но не четвёрками? А как воспринимать готовящиеся сейчас для новых архитектур (в частности, Intel Larrabee) команды векторной адресации типа Scatter и Gather, где части векторного регистра воспринимаются как адреса, а не данные, и потому адресация тоже может считаться ххх-битной?

Современный спор о переходе с 32-битной на 64-битную платформу повторяет эту историю с дополнениями, ещё более подсаливающими и так разнообразное по вкусу блюдо. Прежде всего, если посмотреть на темпы удвоения разрядности (что бы под ней не понимали) однокристальных ЦП, то окажется, что переход от первых 4-битных к первым 32-битным произошёл всего за 8 лет — c 1971 г. (i4004) по 1979 г. (MC68000 и куда менее известный NS32016). Следующее удвоение до 64 бит потребовало 10 лет — i860 имел 32-битное целое скалярное АЛУ и 32-битные универсальные регистры со спариванием, но 64-битные FPU и целочисленное векторное ФУ, 64-битные внешние шины и, впервые, внутреннюю 128-битную шину ядро-кэш. А пока 64 бита добрались до ПК — прошло ещё лет 15, хотя 64-битный доступ к памяти (через 64-битную же шину данных, но для «32-битного» процессора) появился уже в первых Pentium в 1993 г.. А дело в том, что для целочисленных скалярных вычислений два главных типа операндов — данные и адреса — пока достаточно было иметь лишь 32-битными. Об избыточности 32-битной адресации для 80-90-х гг. уже сказано, но и жёсткая необходимость в 64-битных целочисленных вычислениях, в отличие от 32-битных, также до сих пор не возникала, да и не просматривается и сейчас. Для целых чисел диапазон от –2·10 9 до 2·10 9 или от 0 до 4·10 9 покрывает подавляющее большинство нужд, а редкие моменты 64-битности вполне удовлетворяются дедовским способом — операциями над частями операндов с переносом, что не так уж сильно медленнее и доступно с первых моментов появления 32-битных архитектур. Дополнительной пикантности добавляет тот факт, что 64-битная арифметика над целыми числами в архитектуре x86 появились ещё до AMD64 и EM64T, причём сразу векторная — начиная с набора SSE2 (2001 г.) существуют команды paddq и psubq для сложения и вычитания целых 64-битных компонентов, а команды 32-битного перемножения для любой архитектуры дают 64-битное число (команды деления, соответственно — его принимают; аналогично для многих 16-битных платформ, включая IA-16).

Разрядности некоторых процессоров для ПК

* — Мультиплексированная шина данных и адреса (для ЦП с интегрированным контроллёром памяти — только межпроцессорная)
«A/B|C/D» — для данных указана разрядность скалярного целого / вещественного | векторного целого / вещественного доменов
«X+Y» — имеет домены этого вида двух разрядностей
«X-Y» — в зависимости от команды или ФУ принимает все промежуточные значения с целой степенью двойки

Если вы дочитали до этого места, то объявленная цель статьи, скорее всего, уже достигнута, а Идеальное Конечное Точное Определение разрядности так и не найдено. Может быть, его вообще нет, и это даже хорошо. В конце концов, если компьютер это главный инструмент для работы с информацией, то каждая IT-технология это метод улучшения работы компьютера. Разрядность сама по себе ничего не даст в отрыве от всего остального арсенала высоких инфотехнологий. PDA/коммуникаторы, мобильники, нетбуки, медиа-плееры и прочая карманная электроника, а также гигантское количество встроенных контроллёров и бортовых компьютеров отлично работают, увеличивая свою популярность и без всякой 64-битности. Так зачем тогда переходят на большие разрядности? Зачем, например, никому пока не нужная 64-битность в Intel Atom для нетбуков, где 8 ГБ памяти мало того, что никому не нужны, так ещё и за пару часов досуха выжмут батарею, а научные или экономические вычисления (где могут потребоваться 64 целых бита) никто запускать не будет? Один из возможных ответов: «потому что мы можем». Дополнительная пара миллионов транзисторов для удвоения ещё оставшихся 32-битными блоков утонет каплей в море вентилей, уже потраченных на всё остальное в этом же чипе. Галопирующий прогресс микроэлектроники как главного паровоза IT сделал интегральный транзистор таким дешёвым, что теперь лакомый для любого маркетолога шильдик «64 bit» обойдётся потребителю в десяток лишних центов, обеспечивая совсем не бутафорское, а вполне реальное ускорение на 10-50 % в 1-5 % приложений. И если мелкая овчинка стоит почти бесплатной выделки, почему нет?

Источник