جواد ودودزاده در مقاله سخت افزار این هفته مجله کلیک،ضمن ارائه تعريفي از اين پردازنده‌های 64بيتی، نگاهي به ويژگي‌ها و مزاياي‌ آن‌ها داشته و کارآيي آن‌ها را مورد بررسي و مقايسه قرار داده و دورنمايي از آينده اين فناوري را ترسيم می کند.

همچنين ضمن برشمردن فوايد اين پردازنده‌هاي 64بيتي مشخص می شود كه آيا اين فوايد و مزايا 100% تضمين شده هستند يا نه؟ شايد با طرح اين مقدمه، اين پرسش به ذهن شما خطور كند كه آيا از اين پس بايد تمام نرم‌افزارهاي کاربردي را که براي محيط 32بيتي طراحي شده‌اند، دور بيندازيد و نرم‌افزارهاي مورد نيازتان را از نوع 64بيتي تهيه كرده و روي رايانه 64بيتي خود نصب کنيد؟

تعريف پردازنده‌هاي 64بيتي

تا زمان ابداع و ظهور محاسبات رايانه‌اي 64بيتي، تنها چيزي که در باره پردازنده‌ها مي‌دانستيم اين بود که مقدار عددي بيت‌هاي آن با مقدار پهناي ثبات‌هاي (رجيستر) آن، قابل تعريف بود. بر اساس اين قانون، يک پردازنده 64بيتي بايد ثبات‌هاي 64بيتي داشته باشد. بنابراين در يک عمليات منفرد قادر بود تا بر مقادير 64بيتي کار كند.

اما آيا تنها تفاوت واقعي ميان پردازنده‌هاي 32بيتي و 64بيتي اين است که 64بيتي‌ها مي‌توانند بيش از 4گيگابايت حافظه را آدرس‌دهي کنند؟ يا اين‌كه برچسب 64بيتي‌اي که بر اين پردازنده‌ها زده‌ايم، ما را به تعريفي متفاوت با آنچه قبلا در مورد پردازنده‌هاي 4، 8، 16 و 32بيتي گفتيم، مي‌رساند؟

براي رسيدن به پاسخ اين پرسش، نخست بايد بفهميم منظور اصلي از معماري 64بيتي در پردازنده‌ها چيست؟ در قلمرو تراشه‌هاي رايانه‌هاي امروزي، عبارت 64بيتي بازگوکننده 2معنا است. نخست اينکه، آن‌ها داراي يک فضاي آدرس 64بيتي هستند و ديگر اينکه، يک اندازه محلي داده 64بيتي دارند، که عموما به داده‌هاي عدد صحيح انتساب داده مي‌شود. اين به آن معناست که بيشتر مسيرها و ثبات‌هاي داخلي نيز پهناي 64بيتي دارند. اما تشخيص تفاوت پياده‌سازي در ساختار پردازنده‌ها بسيارمهم است.

براي مثال پنتيوم‌ها در دهه 90 پردازنده‌هايي32بيتي بودند، درحالي‌كه همه آن‌ها مسيرهاي داده 64بيتي داشتند که از ديد برنامه‌نويسان پنهان نگه‌داشته شده بود. در مورد پردازنده‌هاي 64بيتي امروزي، تعداد بيت‌هاي آدرس در قالب تعداد پين‌هاي اين تراشه‌ها گنجانيده شده كه البته در محصولات مختلف متفاوتند. با اين‌حال هيچ‌يک از آن‌ها آدرس مسير خارجي 64بيتي ندارند. از آن‌جا که فضاي آدرس برابر است با 2 به توان تعداد بيت‌ها (n2)، در يک مسير آدرس کامل، امكان آدرس‌دهي 16اگزابايت (Exabyites) حافظه (264 بايت) را فراهم مي‌كند. در واقع تمام پردازنده‌هاي 64بيتي رايج امروزي اينتل و AMD، با برخورداري از 36بيت آدرس، توانايي آدرس‌دهي 64گيگابايت حافظه را دارند.

مزاياي 64بيتي‌ها

1ـ انقلاب 64بيتي کار با مقادير 64بيتي را به‌جاي 32بيتي براي پردازنده‌ها ممکن مي‌سازد که مترادف آدرس‌دهي مقادير بيشتري از حافظه است.

ما مي‌توانيم از برنامه‌هاي نرم‌افزاري عظيم‌تر و پيچيده‌تري استفاده كنيم. آيا اين کار با مقادير عظيم‌تر داده نيز ممکن است؟ آيا رايانه ما سريع‌تر عمل خواهد کرد؟ شايد هم فوايدي را براي ما دربرداشته باشد که تاکنون از نظر فني و تکنيکي امكان دسترسي به آن ميسر نبوده است.

اولين فايده احتمالي، افزايش پهناي مسير داده از 32بيتي به 64بيتي است. البته برنامه‌هاي نرم‌افزاري کاربردي سطوح متوسط، کمتر نيازمند آن خواهند بود. در حالي‌كه اين‌ ويژگي براي نرم‌افزارهايي با کارآيي بالا (كه بيشتر مورد استفاده دانشمنداني است که با اعداد بسيار بزرگ سروكاردارند)، مفيد و مناسب خواهد بود.

براي فهم بهتر موضوع بد نيست به اين نكته توجه كنيم که نبايد محتويات ثبات‌ها را صرفا اعداد در نظر بگيريم بلکه بايد آن‌ها را مانند قطعات قلوه‌سنگ تشکيل شده از داده، فرض كنيم. مثلا در نرم‌افزارهاي ويروس‌ياب، از آن‌جا كه توانايي واكشي داده در هر لحظه از حافظه در پردازنده 32بيتي، 32بيت است بنابراين واضح است كه پردازنده‌هاي 64بيتي با گذرگاه داده 64بيتي توان انتقال داده بيشتري نيز دارند و اين يعني استفاده از ويروس‌ياب 32بيتي در مقايسه با همان نرم‌افزار اما با معماري 64بيت بسيار كندتر است. ثبات‌هايي با پهناي بيشتر، اين امكان را براي پردازنده‌هاي 64بيتي فراهم مي‌كنند كه ردپاي داده‌هاي بيشتري را نيز در خود نگهدارند. به‌عنوان نمونه تصور اين مساله كه يك نرم‌افزار ممكن است نياز به شمارش 2بيليون مورد را داشته باشد، چندان سخت و دور از ذهن نيست. داشتن 64‌بيتي‌ها به‌ اين معناست كه نرم‌افزار بدون برخورداري از تكنيكي خاص به شمارش آن‌ها بپردازد.

2ـ دومين مزيت اساسي محاسبات رايانه‌اي 64بيتي، توانايي دسترسي پردازنده به مقادير افزون‌تر حافظه است كه اين مهم در کارت‌هاي گرافيکي بيشتر به‌كار مي‌آيد که از فضاي آدرس حافظه استفاده مي‌کنند. ويندوز و گرداننده‌هايش نيز در حافظه استقرار دارند.

نياز بيشتر نرم‌افزارهاي کاربردي در حد 3گيگابايت حافظه است که به‌وسيله پردازنده‌هاي 32بيتي نيز قابل آدرس‌دهي است. اما با پيشرفت دائمي نرم‌افزارها و با در خدمت گرفتن حافظه اضافي توسط برنامه‌نويسان حافظه برنامه‌ها نيز هر روز بيشتر افزايش مي‌يابد. نياز اين نرم‌افزارها به حافظه، فراتر از 32بيت است، چراكه نياز به ظرفيت وسيع‌تري براي كاربرد داده بيشتري در حافظه دارند. بنابراين براي استفاده از اين ويژگي و مزيت، اين کار را به تکنيکي به‌نام نقشه حافظه IO (ورودي/خروجي) محول مي‌کنند كه اين خود باعث آسان‌تر شدن برنامه‌نويسي مي‌شود. حاصل اين کار عنوان‌هاي نرم‌افزاري مطمئن‌تري خواهد بود که مي‌توانند زودتر به بازار عرضه شوند. به‌عبارت ديگر، در برخي موارد طراحي نرم‌افزاري مي‌توان از اين ظرفيت بيشتر حافظه براي انجام سريع‌تر کارهاي برنامه‌نويسي از جمله رمزگذاري، برنامه‌هاي کاربردي رسانه‌اي و بازي‌هاي رايانه‌اي سود برد.

3- نيازمندي به حافظه بايد به‌طور کلي نيز مورد توجه قرار گيرد. اگر شما همزمان از چند برنامه کاربردي استفاده مي‌كنيد، اگرچه به‌صورت جداگانه نياز چنداني به حافظه نداشته باشند، اما به‌طور کلي و در مجموع به حافظه زيادي نياز خواهند داشت.

هرچند ويندوز در صورت نبود حافظه کافي براي همه برنامه‌ها نيز با صفحه‌بندي (Paging) آن‌ها در داخل و خارج حافظه به‌خوبي از عهده کارها برمي‌آيد. به‌عبارت ديگر برنامه‌هاي غيرفعال براي آزاد کردن رم، در حافظه ديسک موقت نوشته شده و بعدا در صورت نياز به حافظه بازگردانيده مي‌شوند. از آنجا که دسترسي به ديسک به‌صورت قابل توجه‌اي کند است، اگر وظايف روي حافظه رم استقرار يابند، سوئيچ کردن بين آنها بسيار سريع‌تر انجام مي‌گيرد.

خودتان وارد عمل شويد!

داشتن يک پردازنده 64بيتي يکي از اولين ملزومات براي ورود به عالم محاسبات رايانه‌اي و پيوستن به انقلاب 64بيتي است. امروزه خوشبختانه بيشتر پردازنده‌هاي موجود در بازار داراي اين خاصيت هستند.

در گام بعدي شما به مقدار حافظه رم کافي نياز داريد و داشتن 8گيگابايت رم مي‌تواند آغاز خوبي براي اين کار باشد. اين نياز را در موقع خريد مادربورد در نظر داشته باشيد زيرا هنوز هم بسياري از مادربوردهاي تنها امکان استفاده از ظرفيت حداکثر 4 گيگابايت رم را در اختيار قرار مي‌دهند که بايد از خريد آن‌ها اجتناب کرد.

نكته قابل تامل ديگر، انتخاب سيستم‌عامل، تهيه گرداننده‌ها و نرم‌افزارهاي مناسب 64بيتي است. نگارش‌هاي 64 بيتي ويندوز اکس‌پي حرفه‌اي و همچنين ويندوزهاي ويستا و انواع ويندوز7 (Home premium Buisiness ،Enterprise ،Ultimate و حرفه‌اي) همگي 64‌‌بيتي هستند.

و اما آينده …

در آينده پردازش و محاسبات رايانه‌اي 64بيتي، فناوري پردازنده‌ها را به اوج خود خواهد رساند. با عرضه پردازنده‌هاي 64بيتي اينتل با اسم رمز سندي‌بريج (Sandy bridge) و بولدوزر (Bulldozer) شرکت AMD، بيش از پيش از فوايد اين فناوري بهره خواهيم برد و بعيد نيست با استفاده از فناوري خيره‌کننده Crystal Ball-gazing ، دستيابي به محاسبات رايانه‌اي و پردازنده‌هاي 128بيتي نيز چندان دور از ذهن نباشد.

به‌وجود آمدن ثبات‌هاي 128بيتي در پردازنده‌ها، امکان استفاده از دستورات 128بيتي را براي آن‌ها ممکن خواهد ساخت. مزاياي اين دستورات گسترده در حوزه نرم‌افزارهاي اجرايي و محتواي رسانه‌اي، بازي‌هاي رايانه‌اي و همچنين پردازش برنامه‌هاي علمي، کاربردي به‌خوبي نمايان مي‌شود. با اين سرعتي که فناوري معماري پردازنده‌ها در پيش گرفته، شايد به همين زودي‌ها به شما بگوييم به دنياي پردازش 256بيتي خوش آمديد!

منابع

http://www.intel.com

http://www.electronista.com

http://www.amd.com

http://www.microsoft.com

نظر خود را بنویسید

لطفا نظر خود را بنویسید
لطفا نام خود را وارد کنید