Поскольку AMD и Intel добавляют новые и улучшенные функции в каждое поколение процессоров, при выборе нового процессора нужно учитывать множество факторов. Например, заядлым геймерам следует больше сосредоточиться на мощных процессорах со сверхвысокой тактовой частотой и заоблачным TDP. Но если вам нужен портативный ноутбук для работы, лучше выбрать ноутбук с энергоэффективным процессором, который обеспечит более длительное время автономной работы.
Еще несколько лет назад у вас также была возможность выбирать между 32- и 64-битными процессорами. Хотя 32-разрядные процессоры не так широко используются в обычных ноутбуках и ПК, чипы x86 по-прежнему используются во многих серверах и любительских проектах. Сегодня мы поговорим о различиях между 32-битными и 64-битными чипами и о том, почему последний является значительным шагом вперед с точки зрения производительности.
Что такое «разрядность» в архитектуре процессора?
Прежде чем двигаться дальше, пришло время обсудить, что означает размер в битах при использовании в контексте архитектуры ЦП. Проще говоря, ширина регистра процессора определяет, какой объем данных ваш процессор может обработать за одну операцию. Это относится к объему памяти, который может адресовать ваш процессор. Точный объем адресуемой памяти можно рассчитать по формуле 2^n, где n — разрядность процессора.
Таким образом, 1-битный процессор может адресовать только 2^1 или 2 уникальные ячейки памяти. Поднимаясь по таблице разрядности, количество инструкций увеличивается в геометрической прогрессии: 32-разрядный процессор может адресовать до 2 ^ 32 или 4,2 миллиарда ячеек памяти. Это большое число, хотя и не такое большое, как 18 446 744 073 709 551 616 адресуемой памяти 64-битного процессора! Это число, в свою очередь, влияет на максимальный лимит памяти вашей системы.
Ограничение памяти и количество регистров
4 ГБ против 18,4 млн ТБ
Одним из самых больших ограничений старых «младших» систем был ограниченный объем памяти, которую они могли адресовать. Адресация памяти — это метод, используемый процессорами для хранения и последующего извлечения информации из ОЗУ. Не вдаваясь в махинации с файлами подкачки и сегментацией, 32-битный процессор может адресовать до 4 ГБ памяти. Это связано с тем, что регистры внутри процессора x86 могут хранить максимум 32 бита, что ограничивает максимальный объем используемой ими памяти до 4 ГБ.
Вплоть до начала 2000-х годов такого объема памяти было более чем достаточно для обычного пользователя. Но с развитием аппаратного обеспечения и приложений потолок в 4 ГБ вскоре стал минимальным пределом, и у пользователей быстро заканчивалась оперативная память при многозадачности.
С другой стороны, 64-битные процессоры могут работать с 18,4 эксабайтами памяти, а это непомерно огромный объем оперативной памяти. Для сравнения: один эксабайт равен 1 000 000 терабайт, в результате чего максимальный предел памяти процессоров x64 составляет 18,4 миллиона терабайт!
Кроме того, процессоры на базе архитектуры x86 имеют только восемь регистров общего назначения, тогда как их 64-битные аналоги имеют в два раза больше этих регистров.
Операционные системы и приложения
Современные приложения могут даже не работать на 32-битных системах.
Когда Microsoft представила Windows 11, сообщество вызвало огромное возмущение, поскольку у новейшей версии ОС были более жесткие минимальные требования. Хотя некоторые из них, например TPM 2.0, можно игнорировать, их невозможно запустить на старых 32-битных системах, поскольку Microsoft никогда не выпускала сборки x86 для своей флагманской ОС. Это означало, что вы не могли обновить 32-разрядные версии Windows 10 в системах, использующих старую архитектуру.
У 32-битных операционных систем есть и другие ограничения. Если не считать некоторых обходных путей в Linux, версии Windows x86 не могли даже выделить приложению полные 4 ГБ ОЗУ. Поскольку Windows резервирует некоторую память для фоновых процессов, вы заметите снижение производительности при запуске особенно требовательного приложения в 32-битной системе. Кроме того, 64-битные версии многих приложений, которым требуются 64-битные файлы DLL, могут даже не работать в 32-битных системах, не говоря уже о том, чтобы обеспечивать достойную производительность.
64-битные и 32-битные процессоры: это больше, чем просто число
Сегодня почти каждый потребительский ПК оснащен 64-битным процессором, поэтому вы вряд ли встретите новые системы, оснащенные 32-битными чипами. Вы можете задаться вопросом: почему у нас нет более мощных 128-битных и 256-битных процессоров, когда переход на 64-битную архитектуру привел к значительному обновлению вычислительной среды? Дело в том, что 128-битные процессоры вполне возможны, но пока нет необходимости в их массовом использовании, поскольку нам не требуются неприлично большие объемы оперативной памяти в потребительских системах. В эпоху, когда даже игровым ПК премиум-класса не потребуется более 256 ГБ памяти, можно с уверенностью сказать, что в ближайшее время мы не достигнем предела ОЗУ в 18 400 000 ТБ на 64-битных процессорах.
