System operacyjny 32-bitowy procesor x64: ograniczenia i co to oznacza

Posiadanie 32-bitowego systemu operacyjnego i procesora x64 nie jest dzisiaj najczęstszą rzeczą, chociaż mogą istnieć użytkownicy, którzy nie rozumieją dobrze, jakie są konsekwencje architektury procesora i systemu operacyjnego. Dlatego przygotujemy ten artykuł, w którym wszystko będzie trochę jaśniejsze.

Indeks treści

Są tam nie tylko 32- i 64-bitowe procesory i systemy operacyjne, ale także aplikacje. W rzeczywistości, jeśli spojrzymy na główne foldery systemu, zobaczymy, że jest folder plików programów i plików programów (x86). Co to znaczy Cóż, zobaczymy wszystko tutaj.

Co to jest architektura x86

Zacznijmy od przyjrzenia się podstawom architektury x86 i jej wpływowi na procesory.

Jak wszyscy wiemy, procesor to element sprzętowy komputera złożony z niezliczonych tranzystorowych układów scalonych i bramek logicznych. Cała ta struktura składa się z tego, co staje się centralną jednostką przetwarzającą, w której co sekundę wykonywane są miliony i obliczenia, które pozwalają na kształtowanie instrukcji i programów zainstalowanych na dysku twardym naszego komputera. Procesor jest zatem elementem, który zapewnia inteligencję naszemu zespołowi i odpowiada za nadanie sensowi naszym działaniom.

Architektura x86 polega zasadniczo na tym, w jaki sposób procesory są budowane wewnętrznie na najbardziej podstawowym poziomie - to znaczy, w jaki sposób komunikują się elementy wewnętrzne tworzące procesor. Elementami tymi są rejestry, jednostka arytmetyczno-logiczna, licznik programu itp.

Ważną rzeczą, którą należy wziąć pod uwagę, jest to, że procesor x86 nie oznacza, że ​​ma on 32 lub 64 bity, w ogóle ta koncepcja różni się od fizycznej architektury procesora. W rzeczywistości pierwszym procesorem zbudowanym w architekturze x86 był Intel 8086, który był 16-bitowym procesorem .

Procesor CISC i RISC

Aby nieco rozszerzyć, warto wiedzieć, czym jest procesor współpracujący z instrukcjami CISC i RISC, ponieważ ma wiele wspólnego z architekturą x86.

Procesor CISC

Właśnie procesor CISC wykorzystuje architekturę x86, co oznacza Complex Instruction Set Computer. Jest to model procesora, który jest w stanie pracować z bardzo szerokim zestawem instrukcji, dzięki czemu może wykonywać złożone operacje między tymi operowanymi w pamięci RAM i rejestrami wewnętrznymi. Te procesory zawsze były produkowane przez Intela i AMD.

Ta architektura jest przeznaczona dla komputerów, które działają z komputerowymi systemami operacyjnymi i pracują głównie z grafiką, ponieważ złożoność zawartych w nich instrukcji jest większa i uzyskuje się lepszą wydajność. Mają jednak problem, a to dlatego, że posiadanie tak złożonych instrukcji utrudnia wykonywanie równoległych operacji z kilkoma rdzeniami. Z tego powodu dzisiejsze procesory są w stanie tłumaczyć instrukcje CISC na RISC. Zalety tej architektury polegają na tym, że są one lepsze w kompilowaniu i kompaktowaniu kodu, co ułatwia debugowanie i uruchamianie programów.

Procesor RISC

W przeciwieństwie do tego procesor o architekturze RISC, komputer z ograniczonym zestawem instrukcji, oferuje znacznie mniejszy zakres instrukcji i jest łatwiejszy do wykonania. Procesory te są zorientowane na wykonywanie kilku instrukcji równolegle, podzielonych na segmenty, a tym samym zmniejszają liczbę dostępów do pamięci systemowej.

Ten procesor został zbudowany przez PowerPC na przykład dla pierwszych systemów i serwerów Unix. Szybciej wykonują instrukcje i pozwalają na większe pamięci podręczne. Ponadto kodowanie instrukcji jest szybsze, ponieważ cały system jest prostszy i bardziej jednolity pod względem różnorodności instrukcji, ale prawda jest taka, że ​​w zadaniach programowych architektura RISC jest znacznie bardziej złożona, co wymaga od praktyka użyj asemblera jako kodu źródłowego.

Co to jest 32- lub 64-bitowy procesor

Zanim przejdziemy dalej od głównego tematu na temat procesorów, wróćmy i zdecydowanie zobaczmy różnice między dwoma procesorami. Ponadto wiemy już, że x86 nie ma nic wspólnego z byciem 32 lub 64 bitami, w rzeczywistości procesory, które są 64 bitami, nazywane są x86_64, ponieważ jest to architektura x86, ale działa z szerokością 64 słów. bitów Och, teraz zobaczymy.

Procesor 32- lub 64-bitowy polega na długości przechowywania i przetwarzania danych i instrukcji w procesorze. Jest rzeczą oczywistą, że procesor rozumie tylko sygnały elektryczne 1/0 prądu / nieprądowe, że tak powiem, a każda z tych liczb jest nazywana bitami, mającymi tylko dwa stany, bity te łączą się ze sobą, tworząc słowa, a tym samym zwiększając różnorodność instrukcje dzięki kombinacjom wielu bitów.

W procesorze 32-bitowym są słowa, które łączą 32 zera i jedynki, podczas gdy w 64-bitowym, ponieważ słowa te są dwa razy większe, więc zawierają, powiedzmy, dwa razy więcej informacji. Oznacza to, że pojemność 64-bitowego procesora jest mnożona przez dwa, ponieważ jest w stanie wykonać więcej zadań w krótszym czasie, ale ma również inne bardzo ważne implikacje w zakresie pojemności pamięci i adresowania instrukcji.

Ograniczenia systemu operacyjnego 32-bitowy procesor x64

Istnieją fizyczne i logiczne różnice w przypadku korzystania z procesora 32- lub 64-bitowego. I te bezpośrednio wpływają również na system operacyjny. Zobaczmy, jakie są i dlaczego nie zaleca się używania różnych architektur.

Ograniczenie pamięci RAM

Pierwsza różnica polega na zarządzaniu pamięcią RAM, a także pamięcią wirtualną. Jeśli mamy 32-bitowy procesor, będzie on w stanie odczytać tylko 2 ³² kombinacje liczb, czyli 4 294 967 296 komórek pamięci lub 4 GB pamięci RAM. Tymczasem 64-bitowy procesor teoretycznie będzie w stanie odczytać 2 dane ^64- komórkowe, około 16 milionów terabajtów (16 eksabajtów)

Co to oznacza przy instalacji 32 lub 64-bitowego systemu operacyjnego? Obecne systemy operacyjne i dostępny sprzęt nie są w stanie osiągnąć tych wartości ze względu na ograniczenia fizyczne. Co więcej, system Windows 10 Pro może obsłużyć zaledwie 512 GB pamięci RAM. Najwyraźniej nie będziemy mieć problemów, ponieważ obecne płyty główne komputerów obsługują około 128 GB pamięci RAM.

W każdym razie komputer złożony z procesora i 32-bitowego systemu operacyjnego obsługuje tylko 4 GB pamięci RAM, a to dotyczy nas bezpośrednio, ponieważ obecnie praktycznie nie moglibyśmy przetrwać z tak niewielką ilością pamięci RAM na naszym komputerze. Widzimy to natychmiast, tworząc maszynę wirtualną z 64-bitowym procesorem i systemem 32-bitowym.

We właściwościach informujemy, że mamy 3, 5 GB zainstalowanej pamięci RAM (500 MB na GPU). Ale jeśli spojrzymy na inne przechwytywanie, przydzieliliśmy maszynie wirtualnej 6 GB, to znaczy, że dwa 2 GB nie są nawet używane, ponieważ szerokość słowa 32 nie jest w stanie adresować więcej niż 4 294 967 296 komórek pamięć

W każdym razie te limity dla systemów 64-bitowych są znacznie większe, widzieliśmy już 512 GB dla Windows 10 Pro. Ale w systemach zorientowanych na serwer jest znacznie bardziej rozszerzony, na przykład Windows Server 2016 obsługuje do 24 TB pamięci RAM, W Linuksie dzieje się dokładnie to samo, chociaż zarówno komputer stacjonarny, jak i serwerowy obsługują kilka TB pamięci RAM, zaletą tego jest bycie wolnym oprogramowaniem.

Pamięć wirtualna dla aplikacji

Istnieje również ograniczenie alokacji pamięci wirtualnej na proces. Uważaj, nie mówimy o pamięci wirtualnej systemu, o tej, którą przydzielamy na dysku twardym w przypadku braku pamięci RAM, ale o tej pamięci RAM, która jest automatycznie przydzielana przez aplikacje, które zużywają dużo zasobów. Przykładem tego są aplikacje takie jak Photoshop, BIM lub programy CAD, w których potrzeba dużo pamięci do przechowywania tekstur i procesów w tle.

W szczególności 32-bitowy system operacyjny może przydzielić tylko 2 GB pamięci wirtualnej dla każdego programu, podczas gdy system 64-bitowy teoretycznie jest w stanie przydzielić do 8 TB.

Kompatybilność aplikacji

Ale nie chodzi tylko o adresowanie pamięci RAM, istnieją również oczywiste ograniczenia dotyczące obsługi aplikacji dla systemu operacyjnego. Pierwszą rzeczą, jaką możemy zrobić, aby to zauważyć, jest przejście na lokalny dysk twardy w 64-bitowym systemie operacyjnym i kolejne 32.

Jeśli spojrzysz na plik 32-bitowy, jest tylko jeden folder dla plików programu, podczas gdy plik 64-bitowy ma dwa, aw jednym z nich umieść x86. Powinien być naprawdę 32, w tym przypadku system 32-bitowy nie obsługuje aplikacji 64-bitowych, podczas gdy system 64-bitowy, tak, możemy zainstalować aplikacje 32-bitowe.

Zrobiliśmy przykład z kompresorem 7-Zip, pobierając wersję x64 dla Windows 8 z 32, którą zainstalowaliśmy. Widzimy, że natychmiast wskazuje, że ta aplikacja nie jest obsługiwana. Powiesz, że sam procesor ma 64 bity. Dlaczego to nie działa? Cóż, ponieważ system operacyjny jest w pierwszej kolejności tym, który dekoduje instrukcje, które ma wysłać do procesora, a jeśli jest to 32, nie będzie w stanie pracować na 64.

Czy mogę zainstalować 64-bitowy system operacyjny na komputerze 32-bitowym?

Oczywiście, że nie, wystarczy wykonać test, pobierając plik ISO systemu Windows i próbując uruchomić go na komputerze. nie jest to możliwe i natychmiast pojawia się ekran ze szczegółowymi informacjami.

I oczywiście system 32-bitowy można zainstalować na komputerze 64-bitowym.

Jak sprawdzić, czy mam 64-bitowy procesor lub system operacyjny

Do tej pory prawdopodobnie już wiesz, jak na to spojrzeć, dzięki zrzutom ekranu, które widzieliśmy w tym artykule, ale jeśli chcesz dowiedzieć się więcej informacji o tym, jak to sprawdzić w systemie Windows i Linux, zapraszamy do zrobienia tego za pomocą tego artykuł

W każdym razie nie trzeba też na to patrzeć, ponieważ na przykład, jeśli mamy komputer sprzed około dziesięciu lat, będziemy w 100% pewni, że będzie to 64 bity. Obecnie praktycznie wszystkie komputery stacjonarne mają 64-bitowy sprzęt, a my znajdujemy tylko 32-bitowe procesory dla urządzeń tak podstawowych, jak programowalne mikrokontrolery, urządzenia do noszenia, takie jak opaski na rękę lub inteligentne zegarki, myszy i klawiatury, lub od czasu do czasu NAS lub podstawowy DAS.

Wnioski i zalecenia dotyczące 32-bitowego systemu operacyjnego z procesorem x64

Cóż, oczywiście zalecamy, aby upewnić się, że nasz sprzęt ma 64 bity i zawsze instalować 64-bitowy system operacyjny i aplikacje. Jest to podstawa, aby móc wykorzystać całą moc naszego zespołu i nie utrzymywać go o połowę lub mniej niż jego możliwości.

Teraz pozostawiamy kilka interesujących samouczków i przewodników na wypadek, gdybyś chciał na nie rzucić okiem.

Cóż, oto nasz mały artykuł wyjaśniający ograniczenia 32-bitowego systemu operacyjnego na procesorze x64. Jeśli masz jakieś pytania lub chcesz dodać coś, czego brakuje, zostaw nam komentarz poniżej.