O que é computação de 64 bits?

 

A embalagem de um computador ou hardware de computador está lotada de termos técnicos e crachás. Um dos mais proeminentes é de 64 bits.

A indústria de tecnologia está repleta de chavões. A embalagem de um computador ou hardware de computador está lotada de termos técnicos e crachás. Um dos mais proeminentes é de 64 bits. Então, levanta a questão, o que exatamente 64 bits significa? O que isso implica? E, mais importante, o que significa para você?Este artigo serve como uma explicação técnica e prática sobre a natureza da computação de 64 bits.

O que é computação de 64 bits?

As informações em computadores são normalmente representadas em bits, uma sequência binária(o que é binário?) de uns e zeros. Quanto mais bits você tem, mais informações você pode representar. Especificamente, uma sequência de n bits pode representar 2n diferentes pedaços de informação.

Muitos componentes de hardware não funcionam com um fluxo contínuo de dados, mas sim processam os dados em pedaços, limitados por um certo tamanho de bit. Um processador é igualmente limitado pelo seu tamanho de palavra:a unidade natural de dados do processador. Entre outras coisas, este tamanho da palavra determina a quantidade de informações que podem ser processadas de uma só vez (durante um ciclo do relógio de hardware) e a quantidade de memória RAM que pode ser acessada.

Quando estamos falando de um processador de 64 bits, essencialmente queremos dizer um processador com um tamanho de palavra de 64 bits.

O sistema operacional tem um papel fundamental na comunicação com componentes de hardware. É o sistema operacional que lida com agendamento de processos, endereçamento de memória e acesso ao armazenamento. Para fazer uso total do hardware de 64 bits, o sistema operacional precisa intensificar seu jogo também. É por essa razão que a distinção de 32 bits e 64 bits é levada para o sistema operacional (por exemplo, há uma versão separada de 64 bits do Windows). Um sistema operacional de 64 bits, então, é um que foi projetado para explorar hardware de 64 bits. No mercado de computadores de consumo, a computação de 64 bits é usada para indicar a combinação de hardware de 64 bits (o processador em particular) e um sistema operacional de 64 bits.

De 32 bits a 64 bits

Várias décadas atrás, processadores de 32 bits foram originalmente projetados, um comprimento de palavra de 32 bits parecia suficiente. Naquela época, 4 MB de memória era o padrão, então 4 gigabytes (o limite de endereçamento de memória de um processador de 32 bits) era considerado astronômico. A diferença esperava fornecer um buffer suficiente para suportar o teste do tempo.

Como sabemos agora, isso não foi totalmente correto. As capacidades de memória de quatro e oito gigabyte são padrão para o novo hardware de consumo hoje. Para hardware comercial, servidores e desktops poderosos, ainda mais memória é usada regularmente. Em mais alguns anos, esses números serão reduzidos mais uma vez.

Em várias áreas, o hardware atual está se aproximando do limite do que pode ser alcançado realisticamente usando uma arquitetura de 32 bits. A indústria está agora em um período de transição entre 32 bits e 64 bits de computação. Graças a vários esforços para fornecer compatibilidade para trás (mais sobre isso mais tarde) isso deve provar ser uma transição relativamente indolor.

Benefícios da Computação de 64 bits

O passo da computação de 32 bits para 64 bits tem vários benefícios práticos para os usuários. Os mais notáveis são os efeitos na velocidade de processamento e na capacidade de memória.

Velocidade e Precisão

Com um tamanho de palavra de 64 bits, o tamanho dos pedaços que o processador pode lidar com dados é dobrado. Mais importante, a especificação x86-64 aumenta o número de registros de uso geral de 8 para 16, o que torna um processador de 64 bits tecnicamente mais rápido.

Isso também impacta a precisão que pode ser alcançada pelo processador em seus cálculos; afinal, o processador pode usar o dobro de bits para representar um único número. Com 64 bits, você pode fazer mais de 4 bilhões de vezes mais combinações do que você faria com 32 bits.

Suporte de memória maior

Ao trabalhar com a MEMÓRIA RAM de um computador, os endereços de memória são usados. Esses endereços de memória transmitem a localização de instruções ou dados na memória física (RAM) do computador. Embora muitos esquemas de endereçamento inteligente tenham sido elaborados, o número de endereços disponíveis é limitado pelo número máximo de bits que o compõem.

Para computação de 32 bits, 4 gigabytes de RAM podem ser teoricamente abordados. Se você colocar mais RAM em uma configuração de 32 bits, não há como o processador se referir à memória adicional. Na verdade, a situação é ainda mais terrível do que isso. Alguns sistemas operacionais reservam parte da memória disponível para o kernel do sistema operacional. O Windows, por exemplo, geralmente reivindica entre 1 e 2 gigabytes para uso de kernel, diminuindo ainda mais a quantidade de memória disponível para aplicativos no espaço do usuário.

Se você quiser usar mais de 4 gigabytes de memória, a computação de 64 bits oferece uma solução. Esses 32 bits adicionais dão a esquemas de endereçamento de 64 bits um limite superior teórico de 16 exabytes (são 16 bilhões de gigabytes, ou 16 milhões de terabytes). Na realidade, o número é menor. Para dar uma indicação, o AMD64 atual (que é a versão da AMD da especificação x86-64) suporta um espaço de endereçamento físico de cerca de 256 terabyte.

Mapeamento de memória

A memória do computador é várias ordens de magnitude mais rápidas do que o armazenamento do computador - até mesmo o armazenamento SSD. O mapeamento de memória é usado para acelerar algumas interações de armazenamento. Simplificado, ele carrega arquivos acessados do armazenamento para a memória do computador, acelerando assim o acesso subsequente.

O mapeamento de memória tem sido empregado por sistemas operacionais há algum tempo, por isso não é novo para a computação de 64 bits. No entanto, há uma tendência notável de tamanhos de arquivos crescentes. Big data, vídeo grande, grandes jogos, e assim por diante. Com um máximo de 4 gigabytes para memória do computador (veja a seção acima), o mapeamento de memória é lentamente aleijado também.

Então, quais aplicativos serão beneficiados?

Concretamente, são os aplicativos que trabalham com big data. Seu processador de texto médio ou navegador web não precisa de muitos registros de memória e processador. Eles funcionarão apenas nadando com um processador de 32 bits e 4 gigabytes de memória. No entanto, mesmo para navegadores da Web, a diferença é claramente perceptível.

Aplicativos que trabalham com codificação, decodificação e criptografia podem se beneficiar muito dos registros adicionais em processadores de 64 bits. Um exemplo é a conversão de vídeo. As aplicações 3D podem se beneficiar se a renderização for pesada para CPU. Para jogos, a GPU suportará o impacto da renderização e os jogos se beneficiarão principalmente da MEMÓRIA RAM adicional.

Quando implementado corretamente, alguns processos de software HPC (computação de alta potência) como testes de estresse, multitarefa e clustering também podem se beneficiar de 64 bits.

Desvantagens da Computação de 64 bits

Embora a maioria das evidências seja a favor da computação de 64 bits, as desvantagens também devem ser mencionadas. Mais notavelmente: aumento do uso da memória e a falta de software de 16 bits e compatibilidade do driver de 32 bits. A compatibilidade é discutida longamente na próxima seção.

Aumento do uso da memória

Os mesmos dados podem ocupar mais memória em um sistema de 64 bits do que em um sistema de 32 bits. Isso se deve principalmente ao aumento do comprimento de algumas estruturas internas, como endereços de memória (ponteiros maiores) e números de 64 bits. Em maior escala, isso não é realmente perceptível. Não é nada para se preocupar se você tem memória suficiente para justificar um sistema de 64 bits.

compatibilidade

As pessoas gastaram muito esforço para fazer a transição entre a computação de 32 bits e 64 bits o mais suave possível. A compatibilidade, na computação de 64 bits, pode ser considerada em vários níveis. Começaremos no processador do computador e trabalharemos até aplicativos de computador.

Compatibilidade do processador

A peça central do desfile de 64 bits, você certamente precisa de um processador de 64 bits. Você pode descobrir se você tem um processador de 64 bits verificando o site do fabricante ou usando a ferramenta Securable da Gibson Research Corporation. Esta ferramenta dá uma olhada mais de perto no processador do seu computador e pode dizer se ele tem um comprimento máximo de 64 bits, entre outras coisas. O Assistente de Atualização do Windows 8.1 lhe dirá o mesmo.Os processadores de 64 bits tornaram-se o padrão para computadores de consumo desde que as CPUs x86-64 fizeram sua entrada em 2003. Se você comprou seu processador nos últimos anos, você provavelmente tem um processador de 64 bits.

Compatibilidade do sistema operacional

Os processadores de 64 bits são compatíveis com sistemas operacionais de 32 bits e 64 bits. Hoje em dia, todos os sistemas operacionais populares vêm nesses dois sabores. Se você tem um processador de 64 bits, você pode escolher com qual desses dois sabores instalar. Embora, se você quiser fazer uso total dos benefícios de um processador de 64 bits, você terá que ir com um sistema operacional de 64 bits também.

Você pode até estar usando um sistema operacional de 64 bits já.

Compatibilidade do motorista

É muito importante notar que os drivers de 32 bits não são compatíveis com um sistema operacional de 64 bits, e vice-versa. Em outras palavras, seu hardware precisa de um driver de 64 bits para trabalhar com um sistema operacional de 64 bits. Para quase todos os hardwares fabricados recentemente, tanto um driver de 32 bits quanto de 64 bits são fornecidos. Se você for à loja e comprar uma impressora HP, tenha certeza de que terá drivers de 64 bits.

O principal problema existe com o hardware antigo, para o qual, em alguns casos, o fabricante de hardware não tem sido capaz (ou disposto) de fazer novos drivers desde 2003. Em outras palavras, hardware que não foi suportado ativamente na última década. Novamente, você pode verificar com o fabricante se os drivers de 64 bits são fornecidos. Para a maioria dos produtos, estes podem ser baixados na página de suporte do fabricante.

Você também pode verificar o Centro de Compatibilidadedo Windows . Se um produto for certificado para o Windows 8.1, é garantido que ele funcione tanto nas versões de 32 bits quanto nas versões de 64 bits dos sistemas operacionais.

Compatibilidade de software

Muito esforço foi gasto na esperança de tornar a inevitável transição de 32 bits para 64 bits de computação o mais indolor possível. Como resultado, a compatibilidade de software é quase perfeita. Com efeito, quase todo o software de 32 bits é compatível com sistemas operacionais de 64 bits.

Dois tipos de software não são suportados no sistema operacional de 64 bits. Primeiro, devido à compatibilidade do driver discutida na seção anterior, o software pode não depender exclusivamente de um driver específico de 32 bits. Em segundo lugar, o software não deve incorporar código de 16 bits (o antecessor ainda mais antigo de 32 bits) em seu próprio código.

Você pode verificar novamente o Centro de Compatibilidade do Windows para ver se um software de 32 bits será executado em um sistema operacional Windows de 64 bits. Com a certificação Windows 8.1, funcionará em versões de 32 bits e 64 bits dos sistemas operacionais.

Você está executando um sistema de 64 bits ou 32 bits agora? O que te fez trocar, ou o que está te atrasando? Deixe cair uma linha nos comentários!