На данный момент самыми популярными it-архитектурами процессора компьютера являются 32 бит и 64 бит. В этой статье мы поясним в чем отличие этих двух архитектур. Какие бывают процессоры, а также в каком году появились первые 32-битные процессоры. Статья весьма занимательная как для простого пользователя ПК, так и для гиков. Приведем примеры процессоров и расскажем в чем преимущество 64-битной архитектуры.
32-разрядная архитектура – компьютерная архитектура, в которой слова, адреса и другие данные помещаются максимум в 32 бита памяти.
Термин «32-битная архитектура» не обязательно относится к длине шины данных и возможностям адресации такого процессора (длине шины адреса). Например, процессоры класса Pentium Pro или выше имеют внешнюю 64-битную шину данных , а процессоры i386SX имеют только 16-битную внешнюю шину данных.
Что касается адресуемости памяти, 32 бита определяют количество адресуемых ячеек. Существует 2 в 32 степени варианта 32-битного адреса, т.е. 4 294 967 296 (4 ГБ ) ячеек памяти можно адресовать напрямую . Это улучшение по сравнению с 16-битной архитектурой . Однако это не означает абсолютного ограничения адресных возможностей 32-битного процессора – можно увеличить адресное пространство, например, используя сегментацию или виртуализацию памяти, как это было в случае с 16-битной архитектурой.
Первые 32-битные системы включают IBM 360 1964 года (мэйнфрейм) и VAX 1977 года (мини-компьютер). Первым 32-битным микропроцессором был BELLMAC-32A, разработанный AT&T Bell Labs в 1980 году , представленный в продаже в 1982 году. Позже его название было изменено на WE 32000. в первом 32-битном ноуте . В то время Intel также пыталась представить свой 32-битный процессор iAPX 432 , но он не был встречен положительно, так как был не так прибылен, как MC68000 .
В настольных ПК 32-битная архитектура используется со времен процессора i386 – почти все процессоры, используемые в этих компьютерах, основаны на нем. Последнее поколение 32-битных процессоров, используемых в ПК, включает AMD Athlon XP и Intel Pentium 4 . Однако 64-битные процессоры, такие как AMD Athlon 64 или AMD Opteron, занимают все более широкое поле для ПК
64-битная архитектура – компьютерная архитектура, в которой слова, адреса и другие данные помещаются максимум в 64 бита памяти.
Изначально 64-битная архитектура использовалась в суперкомпьютерах и машинах многих исследовательских центров и компаний, где требовались большие32 , вычислительные мощности . Теперь он распространился на персональные компьютеры и внедряется на смартфоны .
Ширина рельсов в 64-битной архитектуре
Термин «64-битная архитектура» не обязательно относится к ширине шины данных и возможностям адресации такого процессора (ширине шины адреса). Например, процессоры UltraSPARC , подключенные через Sun Fireplane Interconnect, имеют ширину шины данных 32 байта , т.е. 256 бит.
Что касается адресуемости памяти, 64 бита определяют количество адресуемых ячеек (байтов). Существует 2 в 64 степени варианта 64-битного адреса, т.е. 18 446 744 073 709 551 616 байтов могут быть адресованы напрямую, то есть 16 EiB. Это дальнейшее улучшение по сравнению с 32-битной архитектурой, где было ограничение в 4 ГиБ на физически адресуемую область памяти . В случае некоторых архитектур 32-битных процессоров были использованы методы для преодоления этого ограничения путем увеличения количества физических адресных линий и соответствующих модификаций в MMU компьютеров (например, в x86 — PAE).
В настоящее время производится 64-разрядных процессоров , то шина адреса шириной, как правило , меньше , чем 64 бит , которые непосредственно переводит на сумму в ОЗУ , который может быть соединен с этими процессорами. Это ограничение проистекает из желания снизить производственные затраты на процессоры и вспомогательные системы, а с другой стороны, из того факта, что в течение многих лет этот объем памяти (16 ЭБ ) не потребуется устанавливать в системе.
Поэтому производители изначально использовали для архитектуры AMD64 адресную шину шириной 40 бит, которая позволяла адресовать память до 1 ТБ, так что при вводе микроархитектуры AMD K10 расширяет его до 48 бит и адресуемость до 256 ТБ. В настоящее время (2021 г.) архитектура AMD64 позволяет расширять адресацию до 52 бит (т.е. 4 ПБ ), что тесно связано с ограничением формата элементов таблицы страниц, используемых при подкачке памяти.
