Что значит процессор x64
Что значит 32 разрядная система и процессор x64
Вопрос: Что значит 32 разрядная система и процессор x64?
Сейчас происходит достаточно очевидный переход к всевозможным приложениям, ОС и центральным процессорам с поддерживаемой разрядностью x64. С обновлением оснащения увеличивается возможность применять разнообразный передовой софт.
Многие не понимают разницы между разными вариантами ОС, приложений, а также непосредственно используемого оборудования.
Здесь мы постараемся ответить на данные вопросы. Но вначале несколько важных определений:
Что значит: система x32 процессор x64
Разрядность главного процессора хорошо показывает тот общий объем информации в битах, который может пропустить это устройство за один рабочий такт.
Поэтому чем больше разрядность используемого процессора и чем больше его частота – тем больше информации он может обработать.
Однако чтобы главный процессор нормально функционировал в x64, требуется обязательно, чтобы ОС тоже была x64, как и разнообразные программы.
Программы x32 тоже работают в системах x64, на 64-битных центральных процессорах. Но совместимости в другую сторону уже нет. Включить 64-битную утилиту в ОС x32 или на центральном процессоре x32 не получиться.
Где-то примерно с 2003 года, все центральные процессоры стали полностью поддерживать разрядность x64. Что стало причиной этого? Все дело в большом минусе x32, а именно ограничении работы с ОЗУ. Данная система позволяет использовать максимум 3,2 Гб ОЗУ.
Как понять процессор x64 и 32 разрядная операционная система
Например, на компьютере установлен процессор x64, но установлена 32-битная ОС. Последний фактор не дает возможности использовать разнообразные утилиты x64.
В подобной ситуации рекомендуется просто перейти на ОС x64. Конечно же, потребуется переустановить ОС, выбрав в процессе специальный вариант x64.
Что в свойствах компьютера показывает тип системы
“Система x32 и центральный процессор x64” — такая фраза говорит, что на используемом ПК работает процессор, полностью поддерживающий разрядность x64, однако ОС поддерживает только x32.
Если на ПК есть 3 Гб ОЗУ либо даже меньше, то желательно все-таки применять ОС x32. Ведь для работы она сегодня применяет гораздо меньший объем ОЗУ, нежели x64.
Если на ПК 4 Гб и более ОЗУ, потребуется непременно переустановить ОС x64, дабы в типе системы указывалось “система x64 и центральный процессор x64”. Это даст возможность применять все ОЗУ и, таким образом, увеличит производительность компьютера.
Разница между 32-х и 64-х разрядными ОС
Опубликовано Михаил Непомнящий в 10.02.2017 10.02.2017
Выбирая версию операционной системы Windows, пользователи обычно задумываются о домашнем или профессиональном релизе. Однако есть другой важный фактор отличия – это разрядность операционной системы в 32 или 64 бита.
Вероятно, вы что-то слышали о том, что бывают разные разрядности систем, что у них есть свои отличия. Но как разобраться в них? Давайте посмотрим откуда берутся данные обозначения и о чем они говорят.
Что обозначает количество бит?
Разрядность архитектуры компьютера зависит от центрального процессора. В настоящее время большинство процессоров для ПК делятся именно на эти два варианта – 32 и 64 бита. 64-разрядный процессор более производительный, чем его 32-битная версия, за единицу времени он способен обрабатывать значительно большее количество информации.
Чтобы понять разницу, необходимо вспомнить, что для компьютера любая информация – это последовательность нулей и единичек, т.е. бинарный код. В одном бите может храниться один из двух возможных вариантов – 0 или 1, в двух битах – четыре варианта сочетаний нулей и единичек.
Аналогичным образом 32-разрядная система означает наличие 2-х в 32-й степени бит адресов или 4.294.967.296. В то же время 64 разрядная система – это двойка в 64-й степени, то есть 18.446.744.073.709.551.616 ячеек для записи. Иными словами, примерно 4 миллиона байт (около 4-х гигабайтов) против примерно 18 квинтильонов байт (около 18-ти миллиардов гигабайтов).
Как выбрать версию Windows
Если вы уверены, что ваш компьютер использует 64-разрядный процессор, вам также необходимо установить 64-разрядную операционную систему. 32-битная версия Windows будет работать на 64-разрядном процессоре, но вы не сможете использовать всех возможностей своего устройства. При этом нельзя установить 64-битную операционную систему на 32-разрядный процессор. Однако Windows в 64 бита спокойно работает с программами, написанными под 32-разрядные ОС.
Для рядового пользователя существует две основные разницы между версиями Windows. Основная заключается в том, что 32-битная ОС может использовать лишь до 4-х гигабайтов оперативной памяти. Так что даже если на вашем ПК установлено 16 гигабайтов ОЗУ, но при этом установлена 32-разрядная версия Windows, то использоваться будет только 4 Гб. Для 64-битных ОС такого ограничения нет. Разве что есть минимальный порог – минимум 1 Гб оперативной памяти.
Другой особенностью является разница между папкой Program Files. В 32-битной ОС все программы устанавливаются в эту директорию. В 64-рязрядных системах дополнительно существует папка с названием Program Files (x86). Это связано с тем, что программы для 32-битных архитектур пишутся иначе, нежели для 64-битных.
При этом в 64-разрядной версии Windows в папку Program Files попадают программы именно 64-битные, тогда как в странно обозначенную как x86 директорию отправляются 32-разрядные приложения. К слову, 64-битные системы обозначаются как x64.
Ранее существовали также 16-битные операционные системы, например, версия Windows 3.1. При этом программы аналогичного порядка еще можно запустить на 32-битных операционных системах, а вот на 64-разрядных уже не получится. Разве что при использовании специального эмулятора 32-битной системы.
Битность программного обеспечения
При установке новых программ обращайте внимание на их разрядность. Некоторые производители предлагают на выбор 32 и 64 бита, другие разрабатывают только 32-разрядные версии, а кто-то автоматически определяет версию вашей ОС и устанавливает подходящую по разрядности версию. В любом случае, если у вас установлена 64-битная версия Windows, выбирайте программы аналогичного порядка, когда есть такая возможность.
Зачастую наличие 64-битной программы не будет означать лучшую ее производительность в сравнении с младшей версией, однако как минимум отразится на ее стабильности. Поэтому обращайте внимание на обозначения производителей ПО, вроде слов Version или Edition, прежде скачивать дистрибутив с официального сайта.
Так как 32-битная версия программы работает у всех, разработчики зачастую используют ее как решение по умолчанию. Но мы с вами выяснили, что для 64-битной ОС лучше использовать более современное программное решение.
Как узнать версию ОС?
Разобравшись с некоторыми особенностями 32-х и 64-х битных операционных систем, давайте выясним, где прописано данное обозначение в установленной у нас Windows. Для этого достаточно зайти в свойства системы одним из доступных способов. Например, по сочетанию клавиш Win + Break. Для Windows 8 и 10 можно кликнуть правой клавишей мыши на меню Пуск и выбирать пункт меню «Система».
Здесь отображается основная информация о вашем компьютере: тип процессора, количество оперативной памяти (установленной, либо просто используемой, как в случае с 32-битными ОС) и версия Windows. В области «Система» в графе «Тип системы» есть информация о разрядности как операционной системы, так и используемого процессора.
Битность процессора и операционной системы должна совпадать. В противном случае, вам рекомендуется обновить операционную систему до 64-разрядной версии. При этом обновить компьютер с 32-битным процессором до 64-битной ОС не получится.
64-бита как стандарт
Медленно, но верно 64-разрядные компьютеры становятся современным стандартом. Если во времена Windows XP все эти истории с битами путали даже опытных пользователей и вызывали проблемы для разработчиков, то начиная с Windows 7 ситуация начала меняться.
4 гигабайта оперативной памяти долгое время было достаточно для большинства целей. Отчасти потому, что развитие процессоров не успевало предлагать широкой публике доступные 64-разрядные решения. На начало 2017 года четырех гигабайтов ОЗУ по-прежнему достаточно для работы в ряде областей. Однако 64-битные процессоры становятся всё доступнее и 32-разрядные системы постепенно устаревают.
Это вынуждает разработчиков программного обеспечения активнее переходить на 64-битную архитектуру, которая постепенно становится стандартом. А так как потолок в ограничениях 64-разрядных системах в обозримом будущем вряд ли будет пробит, то данный стандарт приходит надолго.
Что значит 32 разрядная система и процессор x64?
Просматривая свойства компьютера в операционной системе Windows, некоторые пользователи могут обратить внимание на раздел “Тип системы”. В нем указывается разрядность установленной Windows, а также разрядность центрального процессора, установленного в системном блоке.
Ниже мы расскажем вам что означают указанные в типе системы данные.
Что показывает разрядность (x86, 32 и 64 бит)?
Разрядность процессора показывает какой объем данных, измеряемый в битах, может обработать регистр процессора за единицу времени, равной одному рабочему такту.
Таким образом, чем выше разрядность процессора и чем выше его тактовая частота – тем больший объем данных он может обработать и тем выше его общая производительность.
Но для того, чтобы процессор работал в 64 битном режиме, нужно чтобы операционная система была 64 битной, а также приложение, запускаемое в ней.
Стоит отметить, что 32 битные (x86) приложения также работают в 64 битных системах и на 64 битных процессорах. А вот в обратную сторону совместимость отсутствует. То есть запустить 64 битную программу в 32 битной Windows и/или на 32 битном процессоре невозможно.
В принципе, начиная с 2003 года, все процессоры Intel и AMD начали поддерживать 64 битную архитектуру.
Не стоит забывать про очень важный недостаток 32 битной архитектуры – она позволяет работать не более чем с 3.2 гигабайтами оперативной памяти.
Что показывает тип системы в свойствах компьютера?
Фраза “32 разрядная система процессор x64” говорит о том, что на вашем компьютере установлен процессор с поддержкой 64 битной архитектуры, а вот windows установлен 32 битный.
Если у вас установлено 3 ГБ оперативной памяти и меньше, то 32 разрядная система лучше подходит, чем 64, так как она использует для своей работы меньший объем памяти.
64 битная система и процессор
Если же объем установленной ОЗУ от 4 ГБ и выше, то обязательно нужно переустановить систему на 64 битную, чтобы в типе системы было указано “64 разрядная система процессор x64”, так как это позволит использовать всю память и соответственно увеличит производительность.
64 бита
Статья раскрывает смысл термина «64 бита». В статье кратко рассмотрена история развития 64-битных систем, описаны наиболее распространенные на данный момент 64-битные процессоры архитектуры Intel 64 и 64-битная операционная система Windows.
Введение
В рамках архитектуры вычислительной техники под термином «64-битный» понимают 64-битные целые и другие типы данных, имеющих размер 64 бита. Под «64-битными» системами могут пониматься 64-битные архитектуры микропроцессоров (например, EM64T, IA-64) или 64-битные операционные системы (например, Windows XP Professional x64 Edition). Можно говорить о компиляторах, генерирующих 64-битный программный код.
В данной статье будут рассмотрены различные моменты, связанные с 64-битными технологиями. Статья предназначена для программистов, желающих начать разрабатывать 64-битные программы, и ориентирована на Windows-разработчиков, поскольку для них вопрос знакомства с 64-битными системами наиболее актуален.
История 64-битных систем
64-битность только недавно вошла в жизнь большинства пользователей и прикладных программистов. Однако работа с 64-битными данными имеет уже длинную историю.
1961: IBM выпускает суперкомпьютер IBM 7030 Stretch, в котором используются 64-битные слова данных, 32-битные или 64-битные машинные инструкции.
1974: Control Data Corporation запускает векторный суперкомпьютер CDC Star-100, в котором используется архитектура 64-битных слов (предыдущие системы CDC имели 60-битную архитектуру).
1976: Cray Research выпускает первый суперкомпьютер Cray-1, в котором реализована архитектура 64-битных слов и который послужит основой для всех последующих векторных суперкомпьютеров Cray.
1985: Cray выпускает UNICOS — первую 64-битную реализацию операционной системы Unix.
1991: MIPS Technologies производит первый 64-битный процессор, R4000, в котором реализована третья модификация разработанной в их компании архитектуры MIPS. Этот процессор используется в графических рабочих станциях SGI начиная с модели IRIS Crimson. Kendall Square Research выпускает свой первый суперкомпьютер KSR1, построенный на основе их собственной запатентованной 64-битной архитектуры RISC под операционной системой OSF/1.
1992: Digital Equipment Corporation (DEC) представляет полностью 64-битную архитектуру Alpha — детище проекта PRISM.
1993: DEC выпускает 64-битную Unix-подобную операционную систему DEC OSF/1 AXP (позже переименованную в Tru64 UNIX) для своих систем, построенных на архитектуре Alpha.
1994: Intel объявляет о своих планах по разработке 64-битной архитектуры IA-64 (совместно с компанией Hewlett-Packard) — преемника их 32-битных процессоров IA-32. Дата выпуска назначена на 1998-1999 годы. SGI выпускает IRIX 6.0 с 64-битной поддержкой чипсета R8000.
1995: Sun запускает 64-битный процессор семейства SPARC UltraSPARC. HAL Computer Systems, подчиненная Fujitsu, запускает рабочие станции, созданные на основе 64-битного процессора SPARC64 первого поколения, независимо разработанного компанией HAL. IBM выпускает микропроцессоры A10 и A30, а также 64-битные процессоры PowerPC AS. IBM также выпускает 64-битное обновление для системы AS/400, способное преобразовывать операционную систему, базы данных и приложения.
1996: Nintendo представляет игровую консоль Nintendo 64, созданную на основе более дешевого варианта MIPS R4000. HP выпускает реализацию 64-битной 2.0 версии собственной архитектуры PA-RISC PA-8000.
1997: IBM запускает линейку RS64 64-битных процессоров PowerPC/PowerPC AS.
1998: Sun выпускает Solaris 7 с полной 64-битной поддержкой UltraSPARC.
1999: Intel выпускает набор команд для архитектуры IA-64. AMD публично объявляет о своем наборе 64-битных расширений для IA-32, который был назван x86-64 (позже переименован в AMD64).
2000: IBM выпускает свой первый 64-битный мэйнфрейм zSeries z900, совместимый с ESA/390, а также новую операционную систему z/OS.
2001: Intel наконец запускает линейку 64-битных процессоров, которые теперь получают название Itanium и рассчитаны на высокопроизводительные серверы. Проект не соответствует ожиданиям из-за многочисленных задержек при выпуске IA-64 на рынок. NetBSD становится первой операционной системой, которая запускается на процессоре Intel Itanium после его выхода. Кроме того, Microsoft также выпускает Windows XP 64-Bit Edition для архитектуры IA-64 семейства Itanium, хотя в ней сохраняется возможность запускать 32-битные приложения при помощи прослойки WoW64.
2003: AMD представляет линейки процессоров Opteron и Athlon 64, созданные на основе архитектуры AMD64, которая является первой 64-битной процессорной архитектурой, основанной на архитектуре x86. Apple начинает использовать 64-битный процессор «G5» PowerPC 970 производства IBM. Intel утверждает, что процессорные чипы семейства Itanium останутся единственными 64-битными процессорами, разработанными в их компании.
2004: В ответ на коммерческий успех AMD, Intel признается, что они разрабатывали клон расширений AMD64, которому дали название IA-32e (позже переименован в EM64T, и затем еще раз в Intel 64). Intel также выпускает обновленные версии семейств процессоров Xeon и Pentium 4 с поддержкой новых команд.
2004: VIA Technologies представляет свой 64-битный процессор Isaiah.
2005: 31 января Sun выпускает Solaris 10 с поддержкой процессоров AMD64 / Intel 64. 30 апреля Microsoft выпускает Windows XP Professional x64 Edition для процессоров AMD64 / Intel 64.
2006: Sony, IBM и Toshiba начинают выпуск 64-битного процессора Cell для PlayStation 3, серверов, рабочих станций и других устройств. Microsoft выпускает Windows Vista с включенной 64-битной версией для процессоров AMD64 / Intel 64, которая поддерживает 32-битную совместимость. Все Windows-приложения и компоненты являются 64-битными, однако многие из них имеют 32-битные версии, включенные в систему в виде плагинов в целях совместимости.
2009: Как и Windows Vista, Windows 7 компании Microsoft включает полную 64-битную версию для процессоров AMD64 / Intel 64, и на большинство новых компьютеров по умолчанию устанавливается 64-битная версия. Выходит операционная система компании Apple Mac OS X 10.6, «Snow Leopard» которая имеет 64-битное ядро и предназначена для процессоров AMD64 / Intel 64, однако по умолчанию эта система устанавливается только на некоторые из последних моделей компьютеров компании Apple. Большинство приложений, поставляемых с Mac OS X 10.6, теперь также являются 64-битными.
Более подробно с историей развития 64-битных систем можно познакомиться в статье Джона Машей «Долгая дорога к 64 битам» [1] и в энциклопедической статье в Wikipedia «64-bit» [2].
Прикладное программирование и 64-битные системы
Архитектура Intel 64 (AMD64)
Рассматриваемая архитектура Intel 64 простое, но в то же время мощное обратно совместимое расширение устаревшей промышленной архитектуры x86. Она добавляет 64-битное адресное пространство и расширяет регистровые ресурсы для поддержки большей производительности перекомпилированных 64-битных программ. Архитектура обеспечивает поддержку устаревшего 16-битного и 32-битного кода приложений и операционных систем без их модификации или перекомпиляции.
Отличительной особенностью Intel 64 является поддержка шестнадцати 64-битных регистров общего назначения (в x86-32 имелось восемь 32-битных регистров). Поддерживаются 64-битные арифметические и логические операции над целыми числами. Поддерживаются 64-битные виртуальные адреса. Для адресации новых регистров для команд введены «префиксы расширения регистра», для которых был выбран диапазон кодов 40h-4Fh, использующихся для команд INC и DEC в 32- и 16-битных режимах. Команды INC и DEC в 64-битном режиме должны кодироваться в более общей, двухбайтовой форме.
16 целочисленных 64-битных регистра общего назначения (RAX, RBX, RCX, RDX, RBP, RSI, RDI, RSP, R8 — R15),
8 80-битных регистров с плавающей точкой (ST0 — ST7),
8 64-битных регистров Multimedia Extensions (MM0 — MM7, имеют общее пространство с регистрами ST0 — ST7),
16 128-битных регистров SSE (XMM0 — XMM15),
64-битный указатель RIP и 64-битный регистр флагов RFLAGS.
Необходимость 64-битной архитектуры определяется приложениями, которым необходимо большое адресное пространство. В первую очередь это высокопроизводительные серверы, системы управления базами данных, САПР и, конечно, игры. Такие приложения получат существенные преимущества от 64-битного адресного пространства и увеличения количества регистров. Малое количество регистров, доступное в устаревшей x86 архитектуре, ограничивает производительность в вычислительных задачах. Увеличенное количество регистров обеспечивает достаточную производительность для многих приложений.
64-битные операционные системы
Практически все современные операционные системы сейчас имеют версии для архитектуры Intel 64. Например, Microsoft предоставляет Windows XP x64. Крупнейшие разработчики UNIX систем также поставляют 64-битные версии, как например Linux Debian 3.5 x86-64. Однако это не означает, что весь код такой системы является полностью 64-битным. Часть кода ОС и многие приложения вполне могут оставаться 32-битными, так как Intel 64 обеспечивает обратную совместимость с 32-битными приложениями. Например, 64-битная версия Windows использует специальный режим WoW64 (Windows-on-Windows 64), который транслирует вызовы 32-битных приложений к ресурсам 64-битной операционной системы.
Далее в статье мы будем рассматривать только 64-битные операционные системы семейства Windows.
WoW64
Windows-on-Windows 64-bit (WoW64) — подсистема операционной системы Windows, позволяющая запускать 32-битные приложения на всех 64-битных версиях Windows.
WoW64 на архитектуре Intel 64 (AMD64 / x64) не требует эмуляции инструкций. Здесь подсистема WoW64 эмулирует только 32-битное окружение, за счет дополнительной прослойки между 32-битным приложением и 64-битным Windows API. Где-то эта прослойка тонкая, где-то не очень. Для средней программы потери в производительности из-за наличия такой прослойки составят около 2%. Для некоторых программ это значение может быть больше. Два процента это немного, но следует учитывать, что 32-битные приложения работают немного медленнее под управлением 64-битной операционной системы Windows, чем в 32-битной среде.
Компиляция 64-битного кода не только исключает необходимость в WoW64, но и дает дополнительный прирост производительности. Это связано с архитектурными изменениями в микропроцессоре, такими как увеличение количества регистров общего назначения. Для средней программы можно ожидать в пределах 5-15% прироста производительности от простой перекомпиляции.
Из-за наличия прослойки WoW64 32-битные программы работают менее эффективно в 64-битной среде, чем в 32-битной. Но все-таки, простые 32-битные приложения могут получить одно преимущество от их запуска в 64-битной среде. Вы, наверное, знаете, что программа, собранная с ключом /LARGEADDRESSAWARE:YES может выделять до 3-х гигабайт памяти, если 32-битная операционная система Windows запущена с ключом /3gb. Так вот, эта же 32-битная программа, запущенная на 64-битной системе, может выделить почти 4 GB памяти (на практике около 3.5 GB).
Подсистема WoW64 изолирует 32-разрядные программы от 64-разрядных путем перенаправления обращений к файлам и реестру. Это предотвращает случайный доступ 32-битных программ к данным 64-битных приложений. Например, 32-битное приложение, которое запускает файл DLL из каталога %systemroot%\System32, может случайно обратиться к 64-разрядному файлу DLL, который несовместим с 32-битной программой. Во избежание этого подсистема WoW64 перенаправляет доступ из папки %systemroot%\System32 в папку %systemroot%\SysWOW64. Это перенаправление позволяет предотвратить ошибки совместимости, поскольку при этом требуется файл DLL, созданный специально для работы с 32-разрядными приложениями.
Подробнее с механизмами перенаправления файловой системы и реестра можно познакомиться в разделе MSDN «Running 32-bit Applications».
Программная модель Win64
Также как и в Win32 размер страниц в Win64 составляет 4Кб. Первые 64Кб адресного пространства никогда не отображаются, то есть наименьший правильный адрес это 0x10000. В отличие от Win32, системные DLL загружаются выше 4Гб.
Разница в соглашениях о вызове приводит к тому, что в одной программе нельзя использовать и 64-битный, и 32-битный код. Другими словами, если приложение скомпилировано для 64-битного режима, то все используемые библиотеки (DLL) также должны быть 64-битными.
Передача параметров через регистры является одним из новшеств, делающих 64-битные программы более производительными, чем 32-битные. Дополнительный выигрыш в производительности можно получить, используя 64-битные типы данных.
Адресное пространство
Хотя 64-битный процессор теоретически может адресовать 16 экзабайт памяти (2^64), Win64 в настоящий момент поддерживает 16 терабайт (2^44). Этому есть несколько причин. Текущие процессоры могут обеспечивать доступ лишь к 1 терабайту (2^40) физической памяти. Архитектура (но не аппаратная часть) может расширить это пространство до 4 петабайт (2^52). Однако в этом случае необходимо огромное количество памяти для страничных таблиц, отображающих память.
Помимо перечисленных ограничений, объем памяти, который доступен в той или иной версии 64-битной операционной системе Windows зависит также от коммерческих соображений компании Microsoft. Ниже приведена информация по объему памяти, поддерживаемой различными версиями 64-биными версиями Windows:
Windows XP Professional — 128 Gbyte;
Windows Server 2003, Standard — 32 Gbyte;
Windows Server 2003, Enterprise — 1 Tbyte;
Windows Server 2003, Datacenter — 1 Tbyte;
Windows Server 2008, Datacenter — 2 Tbyte;
Windows Server 2008, Enterprise — 2 Tbyte;
Windows Server 2008, Standard — 32 Gbyte;
Windows Server 2008, Web Server — 32 Gbyte;
Vista Home Basic — 8 Gbyte;
Vista Home Premium — 16 Gbyte;
Vista Business — 128 Gbyte;
Vista Enterprise — 128 Gbyte;
Vista Ultimate — 128 Gbyte;
Windows 7 Home Basic — 8 Gbyte;
Windows 7 Home Premium — 16 Gbyte;
Windows 7 Professional — 192 Gbyte;
Windows 7 Enterprise — 192 Gbyte;
Windows 7 Ultimate — 192 Gbyte;
Разработка 64-битных приложений
Наиболее полно вопросы разработки 64-битных приложений рассмотрены в курсе «Уроки разработки 64-битных приложений на языке Си/Си++». Содержание:
Также рекомендую раздел с обзорами статей по тематике связанной с 64-битнми технологиями.