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64-Bit-Computing

An dieser Stelle, Alle Laptop- und Desktop-PCs wurden von 32-Bit- auf 64-Bit-Prozessoren umgestellt. Obwohl dies der Fall ist, verfügen einige Computer immer noch über 32-Bit-Versionen von Windows, was sich auf die Speicherkapazität auswirkt, auf die sie zugreifen können. Es gibt immer noch ein paar Low-End-Mobile-Prozessoren, die 32-Bit verwenden, weshalb die Software immer noch verfügbar ist.

Der große Bereich, wo 32-Bit-Verarbeitung im Gegensatz zu 64-Bit-Verarbeitung wirklich ein Problem ist, hat mit Tablet-Prozessoren zu tun . Die meisten Mobiltelefone und Tablets verwenden derzeit noch 32-Bit-Prozessoren. Dies liegt vor allem daran, dass sie in Bezug auf ihren Stromverbrauch tendenziell effizienter sind und die Hardware bereits durch die Größe begrenzt ist. Dennoch werden 64-Bit-Prozessoren immer gebräuchlicher, daher ist es eine gute Idee zu verstehen, wie sich 32- und 64-Bit-Prozessoren auf das Computererlebnis auswirken können.

Bits verstehen

Alle Computerprozessoren basieren auf binärer Mathematik wegen der Transistoren, die die Halbleiter in den Chips enthalten. Um die Dinge in sehr einfache Begriffe zu setzen, ist ein Bit eine einzige 1 oder 0, die entweder von einem Transistor verarbeitet wird. Alle Prozessoren werden durch ihre Bitverarbeitungsfähigkeit bezeichnet. Für die meisten Prozessoren sind dies 64-Bit, für andere ist es möglicherweise immer noch auf nur 32 Bit beschränkt. Was bedeutet die Bitanzahl?

Diese Bitbewertung des Prozessors bestimmt die größte numerische Zahl, die der Prozessor verarbeiten kann. Die größte Anzahl, die in einem einzigen Taktzyklus verarbeitet werden kann, entspricht 2 der Potenz (oder des Exponenten) der Bitbewertung. Somit kann ein 32-Bit-Prozessor eine Zahl von bis zu 2 ^ 32 oder etwa 4,3 Milliarden verarbeiten. Jede größere Zahl benötigt mehr als einen Taktzyklus zur Verarbeitung. Ein 64-Bit-Prozessor andererseits kann eine Anzahl von 2 ^ 64 oder ungefähr 18,4 Trillionen (18.400.000.000.000.000.000) verarbeiten. Dies bedeutet, dass ein 64-Bit-Prozessor in der Lage wäre, eine große Anzahl von Mathematik effizienter zu handhaben. Jetzt machen Prozessoren nicht nur Mathe, sondern die längere Zeichenkette bedeutet, dass sie komplexere Befehle in einem einzigen Taktzyklus ausführen kann, anstatt sie in Vielfache aufzuteilen.

Wenn also zwei vergleichbare Prozessoren mit der gleichen Taktrate laufen Bei ähnlichen Programmierbefehlen könnte ein 64-Bit-Prozessor doppelt so schnell sein wie ein 32-Bit-Prozessor. Dies ist nicht vollständig richtig, da jeder Taktzyklus nicht notwendigerweise alle Bits in einem Durchgang verwendet, aber jedes Mal, wenn er grßer als 32 ist, wird die 64-Bit die Hälfte der Zeit für diesen Befehl benötigen.

Speicher ist der Schlüssel

Eins der anderen Elemente, die direkt von der Bitbewertung des Prozessors betroffen sind, ist die Speichermenge, die das System unterstützen und auf die es zugreifen kann. Werfen wir einen Blick auf die aktuellen 32-Bit-Plattformen von heute. Derzeit können 32-Bit-Prozessoren und das Betriebssystem insgesamt 4 Gigabyte Speicher im Computer unterstützen. Von den 4 Gigabyte Speicher können die Betriebssysteme nur 2 Gigabyte Speicher für eine bestimmte Anwendung reservieren.

Dies ist viel wichtiger, wenn es um Laptop und Desktop-PCs geht. Dies liegt daran, dass sie Zugriff auf komplexere Programme und Anwendungen haben, ganz zu schweigen von Speicherplatz für den Prozessor. Mobile Prozessoren haben andererseits einen begrenzten Platz und weisen im Allgemeinen den Speicher auf, der in den Prozessor integriert ist. Daher haben selbst Top-End-Prozessoren für Smartphones und Tablets im Allgemeinen nur 2 GB Speicher, sodass sie die 4-GB-Grenze nicht erreichen.

Warum ist das wichtig? Nun, die Menge an Speicher, die der Prozessor hat, hat die Komplexität der Programme beeinflusst. Die meisten kleineren Tablets und Telefone sind nicht in der Lage, extrem komplexe Anwendungen wie Photoshop auszuführen. Aus diesem Grund muss ein Unternehmen wie Adobe viele andere Anwendungen, die die verschiedenen Aspekte des komplexeren PC-Programms tun können. Durch die Verwendung eines 32-Bit-Prozessors mit seinen Speicherbeschränkungen wird es niemals den gleichen Komplexitätsgrad erreichen, den ein voller Personalcomputer erreichen kann.

Was ist eine 64-Bit-CPU ohne ein 64-Bit-Betriebssystem?

Bisher haben wir über die Fähigkeiten der Prozessoren aufgrund ihrer Architektur gesprochen, aber hier ist ein wichtiger Punkt zu nennen. Der volle Einsatz eines Prozessors ist nur so gut wie die dafür geschriebene Software. Das Ausführen eines 64-Bit-Prozessors mit einem 32-Bit-Betriebssystem wird am Ende eine große Menge des Computerpotentials des Prozessors verschwenden. Das 32-Bit-Betriebssystem wird nur die Hälfte der Register des Prozessors verwenden, wodurch seine Rechenleistung eingeschränkt wird. Es hat immer noch die gleichen Einschränkungen, die ein vorhandener 32-Bit-Prozessor mit dem gleichen Betriebssystem hat.

Das ist eigentlich ein ziemlich großes Problem. Die meisten Architekturänderungen, wie z. B. 64-Bit-Prozessoren, erfordern im Allgemeinen, dass für sie eine vollständig neue Gruppe von Programmen geschrieben wird. Dies ist ein großes Problem sowohl für die Hardwarehersteller als auch für die Softwarehersteller. Die Softwarefirmen wollen die neue Software erst schreiben, wenn die Hardware ihren Softwareverkauf unterstützt. Natürlich können die Hardware-Leute ihr Produkt nicht verkaufen, es sei denn, es gibt Software, um sie zu unterstützen. Dies ist einer der Hauptgründe, warum Enterprise-CPUs wie der IA-64 Itanium von Intel Probleme hatten. Es wurde wenig Software für die Architektur geschrieben, und die 32-Bit-Emulation, mit der die bestehenden Betriebssysteme betrieben werden, hat die CPU stark verkrüppelt.

Also, wie umgehen AMD und Apple dieses Problem? Apple hat begonnen, 64-Bit-Patches für sein Betriebssystem hinzuzufügen. Dies bietet zusätzliche Unterstützung, läuft jedoch noch auf einem 32-Bit-Betriebssystem. AMD hat einen anderen Weg eingeschlagen. Es hat seinen Prozessor entwickelt, um die nativen x86 32-Bit-Betriebssysteme zu handhaben, und fügte dann zusätzliche 64-Bit-Register hinzu. Dadurch kann der Prozessor 32-Bit-Code so effektiv ausführen wie ein 32-Bit-Prozessor, aber mit den aktuellen 64-Bit-Versionen von Linux oder dem kommenden Windows XP 64 wird das volle Verarbeitungspotential der CPU genutzt.

Ist die richtige Zeit für 64-Bit-Computing?

Die Antwort auf diese Frage ist sowohl Ja als auch Nein. Die Branche erreicht die Grenzen des 32-Bit-Computing für einen Großteil des oberen Marktsegments wie Unternehmen und Power-User. Wenn Computer ihre Geschwindigkeit und Verarbeitungsleistung erhöhen sollen, ist es notwendig, zur nächsten Generation von Prozessoren überzugehen. Dies sind Systeme, die in der Regel viel mehr Speicher und große Zahlen Berechnungen benötigen, die die direkten Vorteile einer 64-Bit-Plattform erhalten.

Verbraucher sind eine andere Sache. Viele der Aufgaben, die der Durchschnittsverbraucher am Computer erledigt, werden von der vorhandenen 32-Bit-Architektur mehr als ausreichend abgedeckt. Schließlich werden die Benutzer zu dem Punkt kommen, an dem die Umstellung auf 64-Bit-Computing sinnvoll ist, derzeit jedoch nicht. Wie viele Verbraucher werden selbst in den nächsten zwei Jahren wahrscheinlich noch 4 Gigabyte Speicher in einem Computersystem haben?

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