32-bitars vs 64-bitars processorer

Sedan 2005 har Microsoft erbjudit både en 32-bitars och 64-bitarsversioner av sitt Windows-operativsystem. Det kan vara svårt att säga vad skillnaderna är och varför de spelar roll – i slutändan är 64-bitars överlägset, men det är inte lämpligt för alla datorer.

Vad är en "bit"?

I beräkningen är en bit en enkel binär siffra, den har två möjliga värden, 1 och 0. För varje bit du adderar fördubblas antalet möjliga värden, så för två bitar har du två binära siffror och fyra möjliga värden. För tre bitar har du tre binära siffror och 8 möjliga värden och så vidare. Vid 32-bitar har du 232 möjliga kombinationer eller 4 294 967 296 möjliga värden. Med 64 bitar finns det totalt 18 446 744 073 709 551 616 möjliga värden.

32-bitars begränsningar

Var och en för sig är båda dessa siffror imponerande men betyder egentligen ingenting. En 32-bitars CPU kan endast använda 32-bitars register för att lagra data och bearbeta 32-bitars värden.

Tips: Ett register är en bit extremt snabbt minne som lagrar data som CPU:n aktivt arbetar med.

Den huvudsakliga begränsningen för en 32-bitars CPU är mängden RAM som den kan stödja. En 32-bitars CPU kan bara adressera upp till 4 GiB RAM, en 32-bitars CPU är fysiskt inte kapabel att anropa adressen till något RAM-minne över detta belopp. För en liknelse i verkligheten, föreställ dig att du fyller i ett onlineformulär med din adress, men där du behöver ange ditt husnummer tillåter det bara två siffror, om du råkar bo i hus nummer 100 har du bara tur.

Tips: GiB betyder Gibibytes. Gibi är ett prefix designat för binära system som datorer och är designat för att ta hänsyn till det faktum att standardprefixet för giga (1 000 000 000) inte är ett heltal i binärt. I denna prefixnotation är varje steg av prefix 1024 gånger större än det föregående, snarare än 1000 gånger. Till exempel är ett kilogram 1000 gram och en kibibyte är 1024 byte. Fyra gibibyte är 4 x 1024 x 1024 x 1024 byte, eller 4 294 967 296 byte.

Varför du behöver en 64-bitars CPU

Realistiskt sett behöver moderna datorer mer än 4 GiB RAM för att kunna köra deras operativsystem och mjukvara bra. Windows 10 hävdar att den minsta nödvändiga mängden RAM är 1 GB på en 32-bitars CPU eller 2 GB på en 64-bitars CPU. Om du försöker köra en dator med så lite RAM-minne kommer du dock att få en riktigt dålig upplevelse. Även med 4 GB RAM-minne i ditt system kommer du ständigt att stöta på problem där du får ont om utrymme i ditt RAM-minne och måste flytta data från det tillbaka till din mycket långsammare hårddisk.

Många moderna videospel, verktyg som redigeringsprogram och till och med Chrome med ett stort antal flikar öppna kan alla använda mer än 4 GB RAM på egen hand. Även mobiltelefoner kan tänja på gränserna för 4 GB RAM när du tar hänsyn till kraven för operativsystemet, bakgrundsappar och ett eller två spel. I takt med att tekniken går framåt kommer systemkraven att fortsätta att öka, övergången till en 64-bitars plattform utformades för att lösa detta problem, innan det blev ett alltför stort problem.

En 64-bitars CPU är teoretiskt kapabel att adressera hela 16 exbibyte RAM, men av prestanda- och kompatibilitetsskäl är den nuvarande standarden att "bara" stödja 4 pebibyte RAM.

Tips: En pebibyte och exbibyte är (ungefär) en miljon respektive en miljard gibibyte. Ungefär för att dessa är ökningar i binärt så de är egentligen i multiplar av 1024 snarare än 1000. Så de exakta siffrorna skulle vara 1 048 576 respektive 1 073 741 824 gibibyte.

Att använda en 64-bitars CPU innebär att mer RAM kan adresseras, men det betyder också att varje adress, registervärde och nummer som CPU hanterar är större. Detta har ingen märkbar prestandapåverkan, men det betyder att det krävs mer lagringsutrymme för registervärden etc.

För att dra fördel av det extra RAM-minnet behöver du också använda ett 64-bitars operativsystem, utan detta kommer en 64-bitars CPU att hämmas av operativsystemets 32-bitars begränsningar. Alla konsumentorienterade 64-bitars processorer och operativsystem stöder körning av 32-bitars applikationer utan att några ändringar krävs. Så du behöver inte oroa dig för programvarukompatibilitet i nästan alla fall.

I den verkliga världen är en 64-bitars CPU inte snabbare än en 32-bitars CPU för de flesta användare. I vissa högpresterande datortillämpningar, som superdatorer, kan arkitekturändringen ha effekt, men de flesta människor kommer sannolikt inte att märka någon skillnad.