32-розрядні проти 64-розрядних процесорів

З 2005 року Microsoft пропонує як 32-розрядні, так і 64-розрядні версії своєї операційної системи Windows. Важко визначити, які відмінності і чому вони важливі – зрештою, 64-розрядна версія краще, але вона підходить не для кожного комп’ютера.

Що таке "біт"?

У обчисленнях біт — це одна двійкова цифра, вона має два можливі значення, 1 і 0. Для кожного доданого біту кількість можливих значень подвоюється, тому для двох бітів у вас є дві двійкові цифри та чотири можливі значення. Для трьох бітів у вас є три двійкові цифри та 8 можливих значень тощо. У 32-бітних позиціях у вас є 232 можливі комбінації або 4 294 967 296 можливих значень. З 64 бітами існує всього 18 446 744 073 709 551 616 можливих значень.

32-розрядні обмеження

Самі по собі обидві ці цифри вражають, але насправді нічого не означають. 32-розрядний ЦП здатний використовувати лише 32-розрядні регістри для зберігання даних та обробки 32-розрядних значень.

Порада: регістр – це частина надзвичайно швидкої пам’яті, яка зберігає дані, над якими активно працює центральний процесор.

Основним обмеженням 32-розрядного ЦП є обсяг оперативної пам’яті, який він може підтримувати. 32-розрядний ЦП може адресувати лише до 4 Гб оперативної пам’яті, 32-розрядний ЦП фізично не здатний викликати адресу будь-якої оперативної пам’яті, що перевищує цей обсяг. Для порівняння в реальному світі уявіть, що ви заповнюєте онлайн-форму зі своєю адресою, але там, де вам потрібно ввести номер будинку, він містить лише дві цифри, якщо ви живете в будинку номер 100, вам просто не пощастило.

Порада: GiB означає гібібайти. Gibi — це префікс, розроблений для двійкових систем, таких як комп’ютери, і призначений для врахування того факту, що стандартний префікс giga (1 000 000 000) не є цілим числом у двійковому. У цьому позначенні префікса кожен етап префікса в 1024 рази більший за попередній, а не в 1000 разів. Наприклад, один кілограм - це 1000 грамів, а один кібібайт - 1024 байти. Чотири гібібайти – це 4 x 1024 x 1024 x 1024 байти, або 4 294 967 296 байт.

Навіщо потрібен 64-розрядний процесор

Реально, сучасним комп’ютерам потрібно більше 4 Гб оперативної пам’яті, щоб мати можливість добре працювати з операційною системою та програмним забезпеченням. Windows 10 стверджує, що мінімальний необхідний обсяг оперативної пам’яті становить 1 ГБ на 32-розрядному процесорі або 2 ГБ на 64-розрядному. Однак, якщо ви спробуєте запустити комп’ютер з такою невеликою оперативною пам’яттю, у вас буде дуже поганий досвід. Навіть якщо у вашій системі 4 ГБ оперативної пам’яті, ви будете постійно стикатися з проблемами, коли у вас не вистачає місця в ОЗП, і вам доведеться переміщувати дані з неї назад на ваш набагато повільніший жорсткий диск.

Багато сучасних відеоігор, інструменти, такі як програмне забезпечення для редагування, і навіть Chrome із достатньою кількістю відкритих вкладок можуть самостійно використовувати понад 4 ГБ оперативної пам’яті. Навіть мобільні телефони можуть розширити межі 4 ГБ оперативної пам’яті, якщо врахувати вимоги операційної системи, фонових додатків та однієї чи двох ігор. У міру розвитку технологій системні вимоги будуть продовжувати зростати, перехід на 64-розрядну платформу був розроблений для вирішення цієї проблеми, перш ніж вона стала надто серйозною проблемою.

64-розрядний процесор теоретично здатний обробити 16 ексбібайт оперативної пам’яті, однак, з міркувань продуктивності та сумісності поточний стандарт підтримує «лише» 4 пебібайти оперативної пам’яті.

Порада: пебібайт і ексбібайт становлять (приблизно) мільйон і мільярд гібібайт відповідно. Приблизно тому, що це збільшення в двійковому форматі, тому вони насправді кратні 1024, а не 1000. Отже, точні числа будуть 1 048 576 і 1 073 741 824 гібібайт відповідно.

Використання 64-розрядного ЦП означає, що можна адресувати більше оперативної пам’яті, але це також означає, що кожна адреса, значення регістра та число, які обробляє ЦП, є більшими. Це не має помітного впливу на продуктивність, але це означає, що потрібно більше пам’яті для значень регістрів тощо.

Щоб скористатися перевагами додаткової оперативної пам’яті, вам також потрібно використовувати 64-розрядну операційну систему, без цього 64-розрядний процесор буде обмежений 32-розрядними обмеженнями операційної системи. Усі орієнтовані на споживача 64-розрядні процесори та операційні системи підтримують запуск 32-розрядних програм без необхідності змін. Таким чином, майже у всіх випадках вам не потрібно турбуватися про сумісність програмного забезпечення.

У реальному світі 64-розрядний процесор для більшості користувачів не швидший за 32-розрядний. У деяких високопродуктивних обчислювальних програмах, таких як суперкомп'ютери, зміна архітектури може мати ефект, але більшість людей навряд чи помітить різницю.