Para integrar la informática ¿cuáles son las ventajas prácticas de 64 bits registrar el tamaño de la Cpu teniendo en cuenta las necesidades de hoy y del futuro cercano?

Question

Entiendo que una de las limitaciones de los procesadores de 32 bits es la incapacidad para abordar con facilidad más de 4GiB de RAM, que es un presente día siquiera la necesidad de incorporar la informática en los teléfonos, tabletas y computadoras portátiles.

¿Cuáles son algunas otras la corriente principal de la computación ventajas de 64 bits registrar el tamaño de la arquitectura frente a un 48 bits registrar el tamaño de la arquitectura?

Favor de citar fuentes relevantes de información o proporcionar razonamiento detallado en sus respuestas. Número de bits que son potencias de dos son mejor no proporciona una justificación técnica.

Por supuesto, si el precio no se tenían en cuenta, a continuación, los bits más el mejor, también, obviamente, es imposible predecir un futuro lejano necesidades.

Una amplia autobús puede ser capaz de mover los datos más rápidamente, pero el tamaño del bus, no siempre tienen que coincidir con el registro de tamaño no? También una CPU con más transistores y más líneas puede ser obligado a correr un poco más lento de la velocidad de reloj debido a limitaciones físicas tal vez?

Con 48 bits puede direccionar 256TiB de RAM: un montón de espacio para ser útil, por lo menos en los próximos decenios. Parece que, en general, de 32 bits de los números ya están bastante grande para la mayoría de enteros y decimales en los cálculos para la programación, por lo que de 64 bits parece un desperdicio. Las aplicaciones de 64 bits terminan consumiendo más memoria RAM y el mismo procesador termina con la pérdida de un montón de transistores en la ALU, unidad de control y bus de bits que simplemente no son necesarios. Todo eso toma extra de silicio espacio que podría ser utilizado para simplemente hacer que los procesadores más pequeños y más baratos o que se podría poner a un mejor uso de la forma de depósitos o núcleos adicionales.

Answer 1

Con 48bits usted puede tratar 256TiB de RAM, un montón de espacio para ser útil

No es cuestión de espacio de direcciones (*).

De hecho, la mayoría de los 64 bits de escritorio procesadores tienen un 48 bits del bus de direcciones. Hay un pequeño punto que va más grandes que eso, estás en lo correcto.

Parece que, en general de 32 bits de los números ya están bastante grande para la mayoría de enteros y decimales en los cálculos

Muchos, por no decir todas, y probablemente no más. Un montón de cálculos (incluso en CPUs de 32 bits) terminan usando de 64 bits cálculos

El ejemplo más simple de esto es la Y2k38 error que vienen a morder a cualquier sistema que utiliza un Unix de 32 bits de marca de tiempo dentro de los próximos 20 años.

Muchos números de punto flotante de doble precisión (64 bits), ya que una sola precisión de flotación da gama muy limitada.

Los procesadores de 64 bits también se puede realizar de 32 bits cálculos, y en el hecho de tener 64 bits almacena en caché permite que dos veces la cantidad de valores de 32 bits se almacenan en la memoria caché potencialmente acelerar el rendimiento mediante la reducción de las operaciones de la memoria (caché se pierde)

Los modernos procesadores de 64 bits de apoyo avanzado de SIMD estilo de instrucciones también pueden realizar múltiples de 32 bits operaciones de forma simultánea, por lo que incluso 32 bits cálculos se pueden beneficiar.

Entonces, ¿por qué procesador diseñadores eligieron para hacer el salto a los 64 bits tan pronto?

Donde el de 64 bits viene es el bus de datos. Tendemos a trabajar en el poder de dos múltiplos de nuestra base de valor en los equipos esto es generalmente un 8-bit byte. Así los poderes de los dos sería de 8 bits (1 x 8 bits), 16 bits (2 x 8 bits), de 32 bits (4 x 8 bits) como se esperaba. El siguiente paso lógico hacia arriba por lo tanto es de 64 bits (8 x 8 bits).

48-bit de datos autobuses sería un no-poder-de-dos el número de bytes, lo que hace que el direccionamiento de las operaciones más interesantes, como el de datos deja de ser alineado en la agradable poder de dos múltiples fronteras. No es imposible de hacer, tan solo es bastante infrecuente.

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(*) Bueno, es un poco.

Answer 2

Mientras que hay un puñado de excepciones, la industria informática ha estandarizado en 8-bits, bytes*.

Es muy conveniente tener el tamaño de palabra de ser una potencia de dos múltiplo del byte de tamaño. No hacerlo podría llevar a algunos extremadamente desordenado de traducción de direcciones cuando el sistema de autobuses necesita traducir de bytes de las direcciones de palabra direcciones.

También es altamente deseable para ser capaz de manipular las direcciones de memoria en una sola palabra de datos, especialmente en un moderno y altamente segmentado de la CPU.

También es altamente deseable tener compatibilidad hacia atrás, lo que significa un modo de 32 bits. La adición de soporte para su sistema para lidiar con "la mitad de las palabras" es relativamente fácil, añadiendo soporte para lidiar con los "dos tercios de las palabras" sería mucho más complicada.

Unimos estos factores y la forma más lógica para aumentar el espacio de direcciones de memoria más allá de la de 32 bits límite es ampliar los datos con tamaño de palabra de 64 bits. Incluso si usted no inmediatamente plan para el uso de todos esos bits para direcciones de memoria (muchos sistemas de 64 bits tienen una menor de 64 bits de espacio de direcciones de memoria).

* Para los propósitos de este post "byte" se utiliza para referirse a la unidad más pequeña de datos que el procesador puede abordar, y "palabra" se utiliza para referirse a la más amplia el tipo de datos que el principal entero de datos de rutas, se puede tratar como una sola unidad.

Answer 3

Crees que es un despilfarro, pero el ahorro en un lugar por lo general significa que pierde en otro.

Ahorro de unos registrar las células en el tamaño de palabra te hace perder ciclos de CPU en el manejo de desalineados valores. No sería, sin duda, no hay problemas con la nueva, todo 48bits programas, pero tratando de ejecutar antiguo programa de 32 bits en un 48bits CPU sería una pesadilla. Todos los transistores que se podría haber ahorrado más probable es que ser pagados con intereses en la forma de un dedicado de 32 bits de manejo de la traducción de las unidades. La alternativa sería romper la compatibilidad hacia atrás, también conocido como "el de la CPU nadie tiene ningún uso para".

Muy similar a lo que mató a Intel Itanium de 64 bits: una nueva arquitectura que no podía correr legado de código de 32 bits tan rápido como AMD (comparativamente) crudo tramo de x86 a dos veces el tamaño de palabra. Nadie se quedó a su alrededor para ver si Intel valiente nuevo mundo sería finalmente se materializan, los costos de la transición, el miedo a los demás. AMD, por otro lado, traído "más de las cosas buenas de antigua" y nos miran: 16 años más tarde, todavía tenemos sigue siendo de 32 bits de código que flotan alrededor y nuestro 64 bits de la Cpu ejecuta más rápido que el de 32 bits Cpu nunca podría.

No es de los 80 más. Ram y registrar el espacio no es premium, así que no miran más por "lo menos posible". Nos dispararon "tanto como en el práctico" en su lugar. De 64 bits fue el más práctico: como Tom dijo que ya se estaban ejecutando algunos de 64 bits de precisión de 32 bits de la Cpu, pero en mi humilde opinión el principal punto de venta fue mayor facilidad de manejo de la herencia.

En x86 mercado, el patrimonio de seguimiento de todo el camino de regreso a IBM XT es una fuerza a tener en cuenta. Y desde una arquitectura de 64 de algo, nadie podría vender a tener menos de la cosa. Eso es marketing. Los clientes no entienden lo que la cosa es, que sólo saben de que más es mejor.

Answer 4

N64 desarrolladores de software encontró que 64-bit ISA código se realiza mejor en el código real de la compilación para el de 32 bits MIPS ISA, porque se podía mover más datos y almacenar más bits en el registro rápido de espacio con menos instrucciones.

El de 64 bits ISA era mucho más compatible con el vigente código de 32 bits que algunos otros no-poder-de 2 registro de datos y el tamaño, que hizo que la programación y la portabilidad de las bibliotecas más fácil.

Y el R4200 MIPS chip del procesador era sólo un pequeño tanto por ciento mayor de morir tamaño (IIRC, menos de 10%) para el soporte de 64 bits en lugar de la de 32 bits MIPS ISA. Ganar-ganar.