پردازش 64 بیتی چگونه انجام می گیرد

پردازش 64 بیتی، به عملیات پردازشی اتلاق می شود که بر روی دستورالعمل ها یا داده ها با حداکثر طول 64 بیت صورت می گیرد. این مشخصه مستقیماً به توانایی ثبات های پردازنده ارجاع داده می شود.

ثبات، بخش کوچکی از حافظه فوق العاده سریعی است که پردازنده برای ذخیره ارزش های عملیاتی از ان استفاده می کند. به عیارتی ثبات ها برای پردازنده، مشابه دست هایی هستند که اشیایی که قرار است بر روی آنها عمل خاصی صورت پذیرد را نگهداری می نمایند. بنابراین، تعداد ثبات ها و ظرفیت ذخیره سازی آنها، در کارایی پردازنده تاثیر گذارند.

یک پردازنده 64 بیتی، توانایی ذخیره سازی ارزش های 64 بیتی را در داخل ثبات ها خود دارد، لذا این پردازنده می تواند اعداد صحیح یا اعداد با ممیز شناور بزرگتری را در داخل یک ثبات خود، نسبت به پردازنده 32 بیتی ذخیره سازی موقت کند. به عنوان مثال برای پردازش عملیات جمع دو عددمانند 2+3، هر یک از ارزش ها تا زمان پایان یافتن عمل جمع، در داخل یک ثبات ذخیره می شوند و ارزش 5 نیز به منزله حاصل و نتیجه پردازش در داخل سومین ثبات ذخیره گشته و جهت انتقال به خارج، انتظار می کشد.

در صورتی که عملیات با اعداد یا دستورالعمل های برنامه ریزی شده باشد که ظرفیت آنها فراتر از ظرفیتی باشد که یک ثبات 32 بیت ارائه می کند، آنگاه در پردازنده ای 32 بیت قابل اجرا به صورت مستقیم نخواهد بود و باید به چندین عملیات یا ظرفیت کمتر شکسته (تقسیم) شود، در حالیکه در یک پردازنده 64 بیت، این عملیات به صورت مستقیم قابل اجرا بوده و در زمان کوتاهتری پردازش خاتمه می یابد.

ضمن اینکه بهره گیری از ثبات های 64 بیتی، تنها زمانی به عنوان مزیت یک پردازنده به شمار می آید که نرم افزارهای اجرای روی آن، در محدوده عددی فراتر از 32 بیت برنامه ریزی شده باشند. در غیر اینصورت، پردازنده 64 بیت، یا از اجرای دستورالعمل فوق امتناع می کند (مانند  که تنها پردازنده های Itanium 2 برای کاربرد های 64 بیتی طراحی شده اند) یا اینکه در حال سازگار 32 بیتی، پردازش را انجام می دهند.

در حقیقت عدم وجود بسترهای نرم افزاری، رویکرد به پردازش 64 بیتی را در اغلب کاربرد ها، غیر ممکن ساخته است و به همین دلیل پردازنده های 64 بیتی اینتل و ای ام دی، به عنوان پردازنده های سازگار با هر دو نوع نرم افزار 32 بیت و 64 بیت، در سه حالت زیر مدیریت می شوند:

  1. حالت 64 بیت که ویژه سیستم عامل و نرم افزار های 64 بیتی در نظر گرفته شده است.

  2. حالت  Compatibility که برای سیستم عامل 64 بیتی و سازگاری آن با برنامه های 32 بیتی طراحی شده است.

  3. حالت Legacy ویژه سیستم عامل و نرم افزارهای 32 بیتی.

البته مزیت پردازنده 64 بیتی، تنها در افزایش سرعت محاسبات خلاصه نمی شود. در واقع افزایش ظرفیت حافظه ای که این پردازنده می تواند آدرس دهی و استفاده نماید نیز، مزیت دیگر یک پردازنده 64 بیتی می باشد.

فراموش نشود، آدرس دهی حافظه، یکی از وظایف کلیدی هر پردازنده به شمار می رود که طول هر آدرس باید حداکثر به اندازه یک ثبات پردازنده تعریف شود.

در یک پردازنده با ثبات های 32 بیتی، حداکثر می تواند 232 آدرس مختلف برای حافظه ایجاد نمود که این عدد، معادل 4 گیگابایت حافظه فیزیکی ترجمه می شود. البته تا کنون شیوه های مختلفی ابداع گشته اند که به صورت مجازی، حداکثر حجم حافظه ای را که پردازنده 32 بیتی می تواند آدرس دهی نماید، افزایش دهند، اما همگی آنها کارایی کلی کامپیوتر را قربانی محاسبات مجازی می کنند.

این در حالیست که دو برابر کردن طول ثبات ها به 64 بیت در پردازنده های 64 بیتی، به طور موثری، آدرس دهی حداکثر 16 ترابایت حافظه فیزیکی را امکانپذیر می سازد.

/ 0 نظر / 15 بازدید