64-bit vs 32-bit arvuti ja nutitelefon

Allikas: Teadmusbaas

Sissejuhatus

Tänapäeva kompuutrid võivad olla kas 32-bit ja 64-bitised või siis isegi 128-bitised kompuutrid. Mida see 64-bit siis tähendab? Kui me räägime 32-bit ja 64-bit personaalsetest kompuutritest, siis näitab xx-bit formaat seda et kui lai on CPU (peaprotsessori) register. Kompuutri arhitektuuris on protsessori register väiksemahuline osa (salvestuskoht) kus hoitakse andmeid selleks et neile saaks kiiresti ligi (nendele andmetele saab siis kõige kiiremini ligi). Protsessori register on mälu hierarhia tipus ja see võimaldab protsessoril neile andmetele kõige kiirema ligipääsu - see tõstab ka kompuutri jõudlust. Bit termin viitab seega registri laiusele, kus 64-bit register võib hoida palju rohkem andmeid kui seda 32-bit register ja 32-bit register võib omakorda hoida suuremat hulka andmeid kui seda 16-bit ja 8-bit registrid. 32-bit registriga protsessoris on ülempiiriks 232 mäluaadressi ja tema puhul saab ligi ainult kuni 4GB füüsilisele mälule (RAM).

2001. a. lasi Microsoft välja oma esimese Windows XP 64-bit versiooni, mis toetas aga väga väikest osa draivereid ja tarkvara ning mis "pakkus" üsna palju peavalu... Kuid seoses Windows 7 väljatulekuga on need asjalood kardinaalselt muutunud ja poes pakutakse suurel hulgal ka 64-bit Windows 7 opsüsteemidega kompuutreid.

Veel selgituseks: 32-bitine kompuuter tähendab seda, et tema peaprotsessor võib töödelda ühekorraga 32 protsessi ja edastada korraga 32 bitist infot ning kasutada mäluaadresse, mis on esitatud 32 bitiselt (64-bitine kompuuter on seega 2x võimsam).

Antud artikliga seoses ja maakeelde panduna näitab 32-bit või 64-bit kompuutri (arvuti) arhitektuur seda, et kui suurt hulka andmebitte (bits) suudetakse ühekorraga (paralleelselt) tõõdelda või siis edasi toimetada.


Bitt

Bitt (inglise keeles bit; lühend sõnadest BInary digiT) on informatsiooni põhiühik. 1 bitt on teave, mis esitab ühe kahest võimalikust väärtusest. Inglise keeles tähendab bit 'natuke'. Tähistatakse b.

Tüüpilisteks teaveteks, mille väärtus on 1 bitt, on: parem või vasak, mees või naine, kull või kiri. Ent seda vaid juhul, kui mõlemad on võrdtõenäosed. Kui eeldada, et inimkonnast kolmveerand on paremakäelised ja veerand vasakukäelised, siis lause "Mina olen paremakäeline" kannab teavet vähem kui 1 biti jagu, täpsemalt 0,5 bitti, aga lause "Mina olen vasakukäeline" 2 bitti. Kui valimistel osaleb pool hääleõiguslikust elanikkonnast ning erakond X saab 25% häältest ja erakond Y 0,2%, siis lause "A ei läinud valima" kannab teavet 1 biti, "B valis erakonna X poolt" 3 bitti (sh. 1 bitt selle eest, et üldse valima läks) ja "C valis erakonna Y poolt" 10 bitti.

Üks bitt vastab ühele kahendsüsteemi arvu kohale. Biti väärtusi tähistatakse harilikult 1 ja 0.

Neli bitti moodustavad näksi. Levinum nimetus on ingliskeelne nibble.

Kaheksa bitti moodustavad baidi. 1 bait esitab ühe 256 (28) võimalikust võrdtõenäosest väärtusest.


Kahendsüsteem

Kahendsüsteem ehk binaarsüsteem on positsiooniline arvusüsteem, mille alus on 2.

Kahendloogikas öeldakse numbrimärgi 1 kohta "tõene" ja numbrimärgi 0 kohta "väär".

Kahendsüsteemi põhiliseks kasutusalaks on arvutid. Kuigi enamasti lähtuvad arvutite ja muude elektroonikaseadmete mikrokiibid kahendloogikast, ei ole see ainuvõimalik arvusüsteem arvutisiseseks andmete vahetamiseks või säilitamiseks.

Kahendsüsteemis esitatakse arve samal põhimõttel nagu kümnendsüsteemis või mis tahes muus positsioonilises arvusüsteemis. Erinevus kümnendsüsteemist seisneb selles, et kümnendsüsteemi alus on 10 ja vastavalt on ka numbrimärke kümme (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9). Kahendsüsteemis on kohakaaludeks kümne astmete asemel kahe täisarvastmed.

Kahendsüsteemis toimub arvude loendamine järgmiselt: 0, 1, 10, 11, 100, 101, 110, 111, 1000, 1001 jne. Mitmekohalist arvu tuleb lugeda nii, nagu iga koht oleks eraldi number, näiteks: 10 tuleb lugeda "üks, null", mitte "kümme". Et kasutada saab ainult kahte sümbolit (0 ja 1), siis juba kümnendsüsteemse arvu 2 esitamiseks tuleb kasutada mõlemat: 10. Väikseima kohakaaluga (20=1) koht muutub iga kahe arvu järel, järgmine iga nelja arvu järel, edasi iga kaheksa arvu järel jne. Iga järgnev järgukaal on eelnevast kaks korda suurem, millest tulenebki see, et järgukaaludeks on kahe täisarvastmed.

Kahendsüsteem on ainus, lihtsaim positsiooniline arvusüsteem kõigist võimalikest.

64-bitine protsessor

64-bitine tähendab protsessori arhitektuuris seda, et erinevad andmeüksused on maksimaalselt 64 bitti (8 oktetti) laiad. Lisaks sellele on sama laiad ka protsessori ja ALU (Arithmetic logic unit) registrid(Aadressiregister, Mäluaadressiregister?), aadressisiinid ja andmesiinid. Samuti kasutatakse väljendit 64-bitine, et kirjeldada arvutigeneratsiooni, milles kasutatakse peamiselt 64-bitiseid protsessoreid.

64-bitised protsessorid on superarvutites kasutusel olnud alates 1970. aastatest, üks esimesi 64-bitiseid arvuteid oli Cray-1 (1975). Enne 64-bitiseid kasutati ka 60-bitiste registritega arvuteid, näiteks CDC 6000 seeria (1964). Laiemalt tulid 64-bitised protsessorid kasutusele RISC-baasil tööjaamades ja serverites 1990. aastate alguses. 2003. aastal tehti need tavakasutajatele kättesaadavaks x86-64 ja PowerPC protsessoriarhitektuuri näol.

32-bitine protsessor

32-bit protsessor võib töödelda andmeid ja mäluaadresse, mis on esindatud 32 bitistena. Ehk teisisõnu on mäluaadressid 32 bitise pikkusega ja neid hoitakse binary numbrites (2-nd süsteemi numbrites). Seal on ligikaudu 4 miljardit erinevat 32-bit binary numbrit (2ˆ32=4 294 967 296) ja seetõttu saame me oma 32-bitises kompuutris kasutada kuni 4GB füüsilist mälu, mis on praegu enamus kasutajatele enam-vähem piisav. Igale protsessile määratakse selles 4 GB virtuaalses mälus (virtuaalmälus) omaenda eraldi teistest isoleeritud aadressiruum (mäluaadress) sõltumata ligipääsetava füüsilise mälu mahust. Iga protsess on teistest isoleeritud ja omab selles 4GB aadressiruumis omaenda aadressi. Seega on seda virtuaalset mälu tavaliselt palju rohkem kui füüsilist mälu (RAM). Kompuutri füüsilise mälu maht ei ole seotud mälu aadressiruumi mahuga. Näiteks kui kompuutris on 256MB füüsilist mälu, siis on seal selle füüsilise mälu jaoks 4GB mäluaadresse ja kui kompuutrisse on paigaldatud näiteks 8GB füüsilist mälu, siis on seal selle mälu jaoks ikkagi ainult 4GB aadressiruumi. Programmid ise ei pääse füüsilisele mälule otse ligi vaid kui programm nõuab rohkem mälu, siis Windows viib vajaliku osa füüsilisest mälust (juhul kui seda momendil jätkub) sinna mälu aadressiruumi ja sealt siis saabki see programm vajaliku lisamälu.

Operatsiooni süsteemide erinevused (64-bit ja 32-bit)

Windowsi 64-bit versioonid on funktsionaalsuse poolest täiesti identsed oma suguvendade 32-bit versioonidega, kuid 64-bit redaktsioonid sisaldavad peale selle ka mõnda täiesti unikaalset vahendit. Kõige suuremaks erinevuseks on mälule ligipääsu võimalused, mälu juhtimine ja täiendatud turvalisus. Nagu juba ülalpool sai mainitud, siis on 64-bit (x64) Windowsi üheks peamiseks eeliseks just see et temaga saab ligi füüsilisele MÄLULE (RAM), mis on suurem kui 4 GB-i. (32-bit Windowsi puhul saab maksimaalselt kasutada ainult kuni 4 GB füüsilist mälu.) Olenevalt sellest, et milline Windowsi versioon (Vista, Windows 7, Windows 8 / 8.1 või Windows 10) on Sinu kompuutrisse installeeritud, toetab Windowsi 64-bitine versioon füüsilist mälu alates 1 GB'st kuni 128 GB-ni (aga ka suuremas mahus füüsilist mälu).

Seega võib 64-bit Windows töötada palju efektiivsemalt ja kiiremini ning Sa saad üheaegselt jooksutada palju suuremat hulka programme.

Windowsi 32-bit versioon lubab kasutada kuni 4 GB füüsilist mälu, aga kuna ta tunnistab reaalselt vaid 3,25-3,5 GB paigaldatud 4 GB'ist mälust, siis ei ole erilist mõtet enda kompuutrisse 4 GB mälu paigaldada. Noh, aga kui rahakott võimaldab, siis võib ka 4 GB panna, osa sellest kulub ikkagi marjaks ära... 64-bit'iste protsessorite puhul tuleks aga seda mälumahtu vähemalt kahekordistada, st kui Sa hakkad ise installeerima 64-bitist Windowsi, siis on seda mõtet teha ainult siis kui Sul on vähemalt 4 GB või veelgi parem 8 GB või rohkem füüsilist mälu.

64-bitine vs 32-bitine

Üleminek 32-bitiselt 64-bitisele arhitektuurile on olnud vaevarikas, kuna enamik operatsioonisüsteeme ja draivereid peab uuest arhitektuurist kasu saamiseks ümber kirjutama. Ka tarkvara peab uute võimaluste ära kasutamiseks muutma. Vanem tarkvara on tavaliselt toetatud kas riistvara ühilduvuse režiimis (uued protsessorid toetavad seeläbi ka 32-bitiseid rakendusi), läbi tarkvaralise emulaatori või tegeliku 32-bitise tuuma sisestamisega 64-bitisesse protsessorisse (näiteks Itaniumi protsessorid, mis sisaldavad ühte x86 protsessori tuuma, et jooksutada 32-bitiseid rakendusi). Praegused 64-bitised operatsioonisüsteemid toetavad üldiselt nii 32- kui ka 64-bitiseid rakendusi.[11]

Üks suur erand on AS/400, mille tarkvara jookseb virtuaalsel ISA-l, mida kutsutakse TIMI-ks (Technology Independent Machine Interface), mis on tõlgitud koodiks madala otsa tarkvara poolt enne käivitamist. Madala otsa tarkvara ongi see, mida on vaja, et kirjutada ja liigutada kogu operatsioonisüsteem ja tarkvara uuele platvormile. Näiteks IBM tegi oma 32/48-bitisest "IMPI" instuction setist 64-bitise PowerPC.

Kuigi 64-bitine arhitektuur teeb vaieldamatult kiiremaks töö valdkondades nagu videotöötlus ja suured andmebaasid, on pidevalt käimas vaidlused, kas samas hinnaklassis 64-bitised protsessorid on oma 32-bitistest alternatiividest kiiremad ka teistes valdkondades. Igal juhul on X86-64 arhitektuuriga võimalik sujuvalt kasutada enamikku 32-bitiseid operatsioonisüsteeme ja rakendusi.

Kompileeritud Java programmid toimivad ühtmoodi nii 32- kui ka 64-bitises operatsioonisüsteemis. Kuna pikkused ja täpsus on kõikidel sisseehitatud tüüpidel määratud Java standarditega, ei sõltu Java allolevast arhitektuurist. Java programmid, mis jooksevad 64-bitises Java virtuaalarvutis, omavad lihtsalt ligipääsu suuremale aadressiruumile.[12]

Kiirus pole ainuke tegur, millega 32-bitiseid ja 64-bitiseid protsessoreid võrreldakse. Rakendused, kus kasutatakse multitegumtööd, klasterdamist ja stress testingut, töötavad paremini 64-bitisel arhitektuuril. 64-bitised arvutiklastrid on just sellel põhjusel laialdaselt kasutusel sellistes suurettevõtetes nagu IBM, HP ja Microsoft.

Allikad

https://www.youtube.com/watch?v=IknbgnJLSRY

http://www.computerhope.com/issues/ch001498.htm

https://et.wikipedia.org/wiki/64-bitine_protsessor

http://www.pcadvisor.co.uk/feature/pc-components/32-bit-vs-64-bit-x86-vs-x64-3584953/

http://landfield.pri.ee/Vista_32-bit_versioon.html

Koostaja

Selle postituse koostas Kevin Puusild