В обозримом будущем технология ЦП не нуждается в добавлении большего количества битов, но некоторые будущие вычислительные задачи могут в конечном итоге потребовать этого.
Переход от 32 -бит в 64-бит был довольно большой проблемой для потребительских процессоров, и до этого гонка за добавлением большего количества битов была очень горячей, но в последние два десятилетия мы придерживались 64-бит.
32-разрядные и 64-разрядные процессоры
32-разрядный процессор может обрабатывать 32 бита информации одновременно, а 64-разрядный процессор может обрабатывать 64 бита информации. Это позволяет 64-разрядным процессорам обрабатывать больше информации одновременно, что повышает производительность и возможности.
Большинство современных компьютеров и мобильных устройств используют 64-разрядные процессоры, но некоторые старые устройства по-прежнему имеют 32-разрядные процессоры, поэтому до сих пор существуют 32-битные операционные системы. Примечательно, что у Windows 11 нет 32-разрядной версии, что делает Windows 10 последней версией, поддерживающей эти старые процессоры. Точно так же MacOS от Apple полностью отказалась от поддержки 32-разрядных приложений, и обе основные компьютерные платформы попрощались с 32-разрядными, по-видимому, навсегда.
Размер бит и ОЗУ
32-разрядный ЦП предназначен для обработки данных в виде 32-разрядных фрагментов, что означает, что он может получить доступ к 4 294 967 296 (2^32) отдельным ячейкам памяти, каждая из которых имеет уникальный адрес. Однако фактически доступная память в 32-разрядных системах часто меньше 4 ГБ из-за того, что адресное пространство памяти зарезервировано для других аппаратных устройств, таких как графические процессоры. Например, если ваш графический процессор имеет 512 МБ видеопамяти, вы можете адресовать только 3,5 ГБ оперативной памяти системы.
В целом 64-разрядные процессоры могут адресовать гораздо больше памяти, чем их 32-разрядные аналоги. 64-разрядный ЦП предназначен для обработки данных в виде 64-разрядных фрагментов, что позволяет ему обращаться к 18 446 744 073 709 551 616 (2^64) отдельных ячеек памяти, каждая из которых имеет уникальный адрес. Теоретически 64-разрядный ЦП может адресовать до 16 эксабайт (ЭБ) ОЗУ.
В действительности объем ОЗУ, который может адресовать 64-разрядный ЦП, ограничен операционной системой и физическими ограничения аппаратной части компьютера. Тем не менее, современные компьютеры и серверы с 64-разрядными ЦП могут вмещать значительно больший объем ОЗУ, чем 32-разрядные системы, причем многие системы поддерживают сотни гигабайт или даже терабайты ОЗУ.
Почему процессоры перешли на 64-разрядные
Чтобы удовлетворить растущие потребности в большей вычислительной мощности и адресности памяти, архитектура процессоров была изменена с 32-разрядной на 64-разрядную. Персональные компьютеры начали использовать 64-разрядные процессоры в начале 2000-х годов, но эти процессоры уже были доступны для серверов и рабочих станций в 1990-х годах.
64-разрядные процессоры могут обрабатывать большие объемы данных и иметь доступ к гораздо большему объему памяти. . Они обеспечивают превосходную производительность и эффективность по сравнению с 32-разрядными процессорами. По этой причине большинство компьютеров и мобильных устройств в настоящее время используют 64-разрядные процессоры.
Увеличение числа ядер ЦП, в частности, привело к неизбежной необходимости увеличения объема оперативной памяти.
Преимущества больших размеров битов
Большие размеры битов позволяют использовать более широкий диапазон числовых значений, что может быть полезно для задач, требующих высокой точности, таких как научные и финансовые расчеты.
Вы также можете реализовать повышенную безопасность для таких задач, как шифрование, так как взламывать коды становится все труднее по мере увеличения размера бита.
Больше битов позволяет процессору одновременно обрабатывать более сложные операции и большие объемы данных, повышение общей производительности и эффективности.
Более высокий размер бита также может улучшить совместимость компьютера с большими наборами данных и сложными приложениями. Это серьезная проблема в машинном обучении и других рабочих нагрузках HPC (High-Performance Computing).
Почему нам никогда не понадобятся 128-разрядные компьютеры
Практически невозможно предсказать будущее вычислений, но есть несколько причин, по которым 128-разрядные компьютеры могут никогда не понадобиться:
- Убывающая отдача: по мере увеличения разрядности процессора производительность и возможности улучшаются имеют тенденцию становиться менее значительными. Другими словами, переход с 64-разрядных на 128-разрядные не так драматичен, как, например, переход с 8-разрядных на 16-разрядные процессоры.
- Альтернативные решения: Могут существовать альтернативные способы удовлетворения потребности в увеличении вычислительной мощности и адресуемости памяти, например использование нескольких процессоров или специализированного оборудования вместо одного большого процессора с большим количеством битов.
- Физический ограничения: создание сложного современного 128-битного процессора может оказаться невозможным из-за технологических или материальных ограничений.
- Стоимость и ресурсы. Разработка и производство 128-разрядных процессоров может быть дорогостоящим и ресурсоемким, что делает массовое производство невыгодным.
Несмотря на то, что преимущества перехода с 64-разрядной системы на 128-разрядную сегодня могут не стоить того, в будущем могут появиться новые приложения или технологии, которые подтолкнут к разработке 128-разрядных процессоров.
Прорывы в области искусственного интеллекта, квантовых вычислений или других технологий, которые еще предстоит открыть, могут вызвать потребность в более мощных процессорах с более высоким разрядным размером. Будущее технологий всегда неопределенно, и то, что сегодня может показаться ненужным или невероятным, может стать важным в ближайшие годы.
