Autostrada bitów

32-bitowe procesory goszczą w naszych komputerach już od 16 lat, niemniej, producenci układów scalonych testują już 64-bitowe rozwiązania. Niedługo trafią one do domowych komputerów.

O potrzebie przejścia z 32 na 64 bity mówi się już od pewnego czasu. Programistom i części zaawansowanych użytkowników przydałaby się zwiększona przestrzeń adresowa. Dla procesorów 32-bitowych, takich jak Pentium 4 czy Athlon XP, maksymalny fizyczny rozmiar pamięci to zaledwie cztery gigabajty, a przecież nawet w domowych pecetach można już spotkać 1-2 GB RAM-u. Układy 64-bitowe mogą zaś teoretycznie zaadresować aż 18,5 EB (eksabajtów), czyli 18,5×1018 bajtów. Taką liczbę komórek pamięci trudno sobie wręcz wyobrazić.

Kolejną korzyścią ze zwiększonej z 32 do 64 bitów szerokości słowa jest znaczny wzrost wydajności jednostki centralnej – i to wszystko bez konieczności przyśpieszenia częstotliwości pracy zegara systemowego. Już od kilku lat tą drogą kroczą projektanci układów graficznych. Zegary akceleratorów 3D pracujące z częstotliwością 300-350 MHz, stanowiącą ułamek szybkości najwydajniejszych procesorów, dysponują porównywalną mocą obliczeniową. Dzieje się tak za sprawą 256- lub nawet 512-bitowej wewnętrznej architektury układów graficznych.

Dziwny jest ten świat

Zwiększanie długości instrukcji w przypadku procesorów nie jest już tak łatwe jak w układach graficznych. Na przeszkodzie stoją bowiem 32-bitowe systemy operacyjne i oprogramowanie, które nie ewoluuje równie szybko jak komputery. Dzieje się tak przede wszystkim ze względu na użytkowników pragnących jak najdłużej zachować kompatybilność sprzętu z używanymi przez siebie aplikacjami. Nie należy się temu specjalnie dziwić, bo przecież nie każdy ma ochotę, by co chwilę wymieniać oprogramowanie i uczyć się nowych jego funkcji tylko dlatego, że pokazała się kolejna wersja software’u.

W październiku 1985 roku, gdy pojawił się 32-bitowy procesor Intela – 80386DX użytkownicy pecetów po raz pierwszy zetknęli się z problemem nienadążania oprogramowania za sprzętem. Wówczas w świecie pecetów królował 16-bitowy DOS i choć dostępne na rynku oprogramowanie działało na nowych układach, to nie wykorzystywało ich pełnego potencjału. Dopiero premiera Windows 95 zapoczątkowało erę aplikacji 32-bitowych, a w 2001 roku Microsoft ostatecznie zerwał z 16-bitową przeszłością, wprowadzając system operacyjny Windows XP. Przejście na 32 bity zajęło aż 16 lat! Można się więc spodziewać, że przesiadka na 64 bity, choć celowa, nie jest już jednak aż taka pilna jak poprzednia zmiana, będzie trwała równie długo. To z kolei nie uśmiecha się firmom produkującym procesory. Starają się one więc przekonać użytkowników i producentów software’u do szybszego wdrażania 64-bitowych systemów operacyjnych i oprogramowania.

Na dwoje babka wróżyła

Koncepcję płynnej przesiadki z systemów 32- na 64-bitowe proponuje firma AMD ze swoimi układami z rodziny Hammer (Athlon 64 i Opteron) – patrz: CHIP 4/2002, 74. Podobnie jak przy przejściu z szesnastu (układy z serii 80286) na trzydzieści dwa bity (modele 80368), postawiono na pełną zgodność z istniejącym oprogramowaniem. Z kolei inżynierowie Intela tym razem postanowili odciąć się od zgodności z archaicznym zestawem instrukcji x86, tworząc zupełnie nową architekturę IA-64.

Pierwszy 64-bitowy układ Intela – procesor Itanium o kodowej nazwie Merced (patrz: CHIP 4/2000, 130) – który zadebiutował trzy lata temu, nie miał łatwego startu, a to za sprawą braku 64-bitowego oprogramowania, które działałoby na tym układzie. Co więcej, emulator kodu x86 wbudowany w Itanium, umożliwiający uruchamianie dotychczasowych 32-bitowych aplikacji, jest przeraźliwie wolny. Co prawda dostępna jest odpowiednia 64-bitowa wersja Windows 2000 i Windows XP, istnieją też stosowne wersje Linuksa, ale to wciąż zbyt mało, aby procesor przyjął się na rynku.

Z drugiej strony Itanium od początku potraktowany został przez Intela jako produkt eksperymentalny, podobnie jak wprowadzony w listopadzie 1995 roku serwerowy układ Pentium Pro. Ówczesne 16-bitowe programy „chodziły” na Pentium Pro znacznie wolniej niż na procesorach Pentium. Rynek korporacyjny wymusił jednak rozpoczęcie produkcji 32-bitowych aplikacji użytkowych. Dzięki temu można było pójść o krok dalej i najlepsze rozwiązania z Pentium Pro mogły już trafić do kolejnej generacji pecetowych procesorów – układów Pentium II, Pentium III i Celeronów. Obecnie ta droga wdrażania nowych rozwiązań wydaje się więc znacznie lepsza niż proste rozszerzenie architektury, za którą opowiedziało się AMD.

0
Zamknij

Choć staramy się je ograniczać, wykorzystujemy mechanizmy takie jak ciasteczka, które pozwalają naszym partnerom na śledzenie Twojego zachowania w sieci. Dowiedz się więcej.