64 bites

Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt közreműködők, és jelentősen eltérhet a 2021. február 8-án felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzések 13 szerkesztést igényelnek .

A számítástechnikában és a számítástechnikában a 64 bitet ( angolul  64 bites )használják a struktúrák és adattípusok jelölésére, amelyek mérete a számítógép memóriájában 64 bit, ami 8 bájtnak felel meg . Azokat a számítógép-architektúrákat , amelyek széles körben használnak regisztereket , címbuszokat vagy 64 bites adatbuszokat , 64 bites architektúráknak (vagy 64 bites architektúráknak ) nevezik.

A 64 bites architektúrákat az 1970-es évek óta használják szuperszámítógépekben ( Cray-1 , 1975), a RISC processzorokkal rendelkező munkaállomásokon és szervereken  pedig az 1990-es évek óta. 2003 óta széles körben használják személyi számítógépekben ( x86-64 és PowerPC - 64), a 2010-es évek közepe óta pedig mobileszközökben - okostelefonokban és táblagépekben (ARMv8 AArch64).

Egy 64 bites regiszter 264 = 18446744073709551616 érték egyikét tárolhatja. Egy 64 bites memóriacímzéssel rendelkező processzor elméletileg jelentős mennyiségű, 16 exabájt (16 millió terabájt) memóriát tudna közvetlenül megcímezni. Az implementációkban megengedett fizikai és matematikai címek azonban gyakran 48 bitre (256 terabájtra), ritkábban 52 vagy 56 bitre korlátozódnak [1] [2] [3] [4] .

Történelem

64 bites processzorok

1961 Az IBM az IBM 7030 Stretch szuperszámítógépet 64 bites adatok, valamint 32 és 64 bites gépi kódok felhasználásával készíti. 1974 A Control Data Corporation bemutatja a CDC STAR-100 vektor szuperszámítógépet, amely 64 bites utasításokkal rendelkezik (a korábbi CDC rendszerek 60 bitet használtak az utasítások tárolására). 1976 A Cray Research 64 bites gépi kódok felhasználásával építi meg a Cray-1 szuperszámítógépet. 1983 Az Elxsi kiadta az Elxsi 6400 párhuzamos mini-szuperszámítógépet , amely 64 bites adatregiszterekkel és 32 bites címzési rendszerrel rendelkezik. 1989 Az Intel kiadta az Intel i860 RISC processzort . Bár a promóciós anyagokban "64 bites mikroprocesszorként" emlegették, 32 bites architektúrája volt, amelyet egy "3D grafikus egység" egészített ki 64 bites egész műveletekkel. [5] 1991 A MIPS kiadta az első 64 bites mikroprocesszort, az R4000-et a MIPS III utasításkészlettel. [6] A processzort az IRIS Crimson óta használják SGI grafikus állomásokon . A Kendall Square Research megalkotta a 64 bites processzorokon alapuló KSR1 szuperszámítógépet. Az OSF/1 operációs rendszert használtuk . 1992 A Digital Equipment Corporation ( DEC ) elindított 64 bites Alpha processzorokat , amelyek a PRISM projektből fejlődtek ki . [7] 1994 Az Intel bejelentette, hogy egy 64 bites IA-64 architektúrát hoz létre a Hewlett-Packarddal az IA-32 és a PA-RISC helyett . A megjelenés dátuma 1998-1999. 1995 A Sun 64 bites SPARC processzorokat dob ​​piacra UltraSPARC márkanév alatt . Az új architektúra neve SPARC v9. [8] . Az IBM kiadja a PowerPC AS A10 és A30 processzorokat, amelyek a PowerPC AS architektúra 64 bites processzorai . [9] Az IBM az AS/400 szerverek új verzióit adja ki ezekkel az új 64 bites PowerPC AS processzorokkal. 1996 A Nintendo bemutatta a Nintendo 64 játékkonzolt , amely a MIPS R4000 processzor olcsó változatára épült. A HP kiadja a PA-RISC architektúra 64 bites verzióját , a PA-8000 processzort . [tíz] 1997 Az IBM kiadta a 64 bites PowerPC /PowerPC AS processzorok RS64 sorozatát. 1998 Az IBM kiadta a POWER3 processzort , amely egy teljesen 64 bites PowerPC/ POWER architektúra processzor . [tizenegy] 1999 Az Intel közzéteszi az IA-64 architektúra utasításkészletének leírását. Az AMD nyilvánosságra hozta az IA-32 architektúra 64 bites kiterjesztését, az x86-64 -et (később AMD64 néven). 2000 Az IBM kiadta az első 64 bites z/Architecture mainframe-et : a zSeries z900-at. A z/Architecture a 32 bites ESA/390 architektúra 64 bites továbbfejlesztése, amely a System/360 architektúra utódja . 2001 Az Intel több késés után megkezdi az IA-64 processzorok szállítását. A processzorok Itanium márkanév alatt készülnek, és csúcskategóriás szerverekhez készültek. Az értékesítés nem éri el az előre jelzett mennyiséget. 2003 Az AMD bemutatta az AMD64 architektúrájú Opteron és Athlon 64 processzorokat . Az Apple kiadta a "G5" 64 bites számítógépet PowerPC 970 (IBM) processzorral. Az Intel kijelentette, hogy nem áll szándékában az Itaniumon kívül más 64 bites processzorokat kiadni. 2004 Az AMD64 piaci sikerére reagálva az Intel egy kompatibilis IA-32e bővítmény kifejlesztését jelenti be (később EM64T, majd Intel 64 néven). Az Intel megkezdi a frissített Xeon és Pentium 4 szállítását az új 64 bites utasítások támogatásával. A VIA Technologies bejelentette egy 64 bites Isaiah processzor fejlesztését . [12] 2006 A Sony, az IBM és a Toshiba szövetsége megkezdte a Cell 64 bites hibrid mikroprocesszor gyártását PlayStation 3 -hoz , szerverekhez és egyéb alkalmazásokhoz. 2013 Az Apple kiadja a világ első okostelefonját , az iPhone 5S -t, amely az első sorozatgyártású, 64 bites Apple A7 ARM processzoron fut .

64 bites operációs rendszerek

1985 A Cray kiadta az UNICOS -t, a Unix operációs rendszer első 64 bites verzióját . [13] 1993 A DEC kiadott egy Unix-szerű 64 bites DEC OSF/1 AXP -t a DEC Alpha processzorokkal rendelkező rendszerekhez (később Tru64 UNIX néven). 1994 A Silicon Graphics hozzáadta a 64 bites MIPS R8000 processzor támogatását az IRIX OS 6.0-s verziójához. 1995 A DEC kiadta az OpenVMS 7.0-t, az OpenVMS for Alpha első teljesen 64 bites verzióját. Elkészítette az első 64 bites Linux disztribúciót (Alpha processzorokhoz). [tizennégy] 1996 A Silicon Graphics hozzáadta a 64 bites MIPS R4000 processzor támogatását az IRIX OS 6.2-es verziójához. 1998 A Sun kiadja a Solaris 7 -et, amely teljes mértékben támogatja a 64 bites UltraSPARC processzorokat . 2000 Az IBM kiadta a z/OS -t, egy 64 bites MVS -alapú operációs rendszert az új zSeries nagyszámítógépekhez . Kicsit később megjelent egy 64 bites Linux for zSeries . 2001 A Microsoft bemutatta a Windows XP 64 bites verzióját Itanium processzorokhoz . 2003 Az Apple kiadta a Mac OS X 10.3 "Panther" operációs rendszert, amely 64 bites egész számokat támogat a PowerPC 970 processzorokhoz . [15] Számos Linux disztribúció megkezdi az AMD64 támogatását . A Microsoft bejelentette, hogy elkészíti a Windows operációs rendszer AMD64 -es verzióját. Az AMD64 támogatás megjelenik a FreeBSD operációs rendszerben . 2005 Január 31-én a Sun kiadta a Solaris 10 operációs rendszert az AMD64 és az EM64T támogatásával. Áprilisban a Microsoft kiadta a " Windows XP Professional x64 Edition " verziót az AMD64 és EM64T számára. 2007 Az Apple kiadja a Mac OS X 10.5 "Leopard" operációs rendszert, amely teljes mértékben támogatja a 64 bites alkalmazásokat a PowerPC 970 és EM64T rendszereken. 2009 A Microsoft bemutatta a Windows 7 64 bites verzióját AMD64 /Intel 64 processzorokhoz [16] [17] .

Modern 64 bites architektúrák

2019-re a következő népszerű 64 bites architektúrák nevezhetők el:

• Az AMD által "AMD64" néven létrehozott x86 architektúra kiterjesztése, amely kompatibilis vele " x86-64 ":

Az AMD64 architektúra elérhetősége

Athlon 64 , Opteron , Sempron , Turion 64 , Phenom , Athlon II , Phenom II , AMD FX , Ryzen processzorok AMD64 architektúrával rendelkeznek

• • Az EM64T ( Intel 64 ) architektúra Celeron (Core2 és újabb magokon alapuló), Pentium 4 (csak Cedar Mill és később Prescott), Pentium D , Xeon (64 bites magokon), Core 2 , Core i3 , Core processzorokkal rendelkezik. i5 , Core i7 és néhány Atom
  • VIA Technologies 64 bites bővítmények a VIA Nano -ban
• 64 bites ARMv8 architektúra mód , AArch64 [18] :
  • ARM Cortex-A53 , Cortex-A57 és mások
  • Apple A7 és újabb
  • Snapdragon Kryo és újabb
• A Power architektúra 64 bites verziója :
  • IBM POWER6 , POWER7 és újabb
  • IBM PowerPC 970
  • S T I A ​​Cell processzor és az IBM PowerXCell 64 bites vezérlőmaggal rendelkezik.
  • Az IBM " Xenon " ( Microsoft Xbox 360 set- top box CPU ) 3 db 64 bites PowerPC magot tartalmaz.
• SPARC V9 architektúra implementálva :
  • Sun Microsystems UltraSPARC (minden változat), Niagara, OpenSPARC
  • Fujitsu SPARC64
• IBM z/Architecture , a zSeries és System z9 nagyszámítógépekben használatos, az ESA/390 architektúra 64 bites evolúciója
• Intel IA-64 ( Itanium )
• MIPS Technologies MIPS 64
• Az RV64-gyel kezdődő nevekkel rendelkező utasításkészletek RISC-V implementációi , például RV64I, RV64GC (RV64IMAFDC) és mások:
  • SiFive FU540
  • Kendryte K210
  • FADU Annapurna FC3081/FC3082
  • Alibaba XuanTie 910

Képfeldolgozás

A digitális képfeldolgozásban a 64 bites formátum általában 48 bites színes képeket (Deep Color) jelent, kiegészítve egy 16 bites alfa csatornával .

Jegyzetek

1. ↑ AMD64 programozói kézikönyv, 2. kötet: Rendszerprogramozás 120. Speciális mikroeszközök (2016. december). Letöltve: 2018. augusztus 24. Az eredetiből archiválva : 2018. július 13. (határozatlan)
2. ↑ Intel 64 és IA-32 architektúrák szoftverfejlesztői kézikönyve, 3A. kötet: Rendszerprogramozási útmutató, 1. rész . Intel (2016. szeptember). Letöltve: 2018. augusztus 24. Az eredetiből archiválva : 2018. augusztus 24. (határozatlan)
3. ↑ ARM architektúra kézikönyv ARMv8, ARMv8-A architektúra profilhoz . Letöltve: 2018. augusztus 24. Az eredetiből archiválva : 2019. január 19. (határozatlan)
4. ↑ Dokumentáció - Arm Developer . Letöltve: 2018. augusztus 24. Az eredetiből archiválva : 2018. december 30. (határozatlan)
5. ↑ i860 64 bites mikroprocesszor (nem elérhető hivatkozás) . Intel (1989). Letöltve: 2010. november 30. Az eredetiből archiválva : 2012. augusztus 13.. (határozatlan) 
6. ↑ Joe Heinrich: "MIPS R4000 Microprocessor User's Manual, Second Edition", 1994, MIPS Technologies, Inc.
7. ↑ Richard L. Oldalak: "Alpha AXP Architecture", Digital Technical Journal, 4. kötet, 4. szám, 1992, Digital Equipment Corporation.
8. ↑ Linley Gwennap: "UltraSparc felszabadítja a SPARC teljesítményét", Mikroprocesszor-jelentés, 8. kötet, 13. szám, 1994. október 3., MicroDesign források.
9. ↑ JW Bishop et al.: "PowerPC AS A10 64-bit RISC microprocessor", IBM Journal of Research and Development, 40. kötet, 4. szám, 1996. július, IBM Corporation.
10. ↑ Linley Gwennap: "PA-8000 Combines Complexity and Speed", Mikroprocesszor-jelentés, 8. kötet, 15. szám, 1994. november 14., MicroDesign Resources.
11. ↑ FP O'Connell és SW White: "POWER3: A PowerPC processzorok következő generációja", IBM Journal of Research and Development, 44. kötet, 6. szám, 2000. november, IBM Corporation.
12. ↑ A VIA bemutatja a következő generációs Isaiah processzormag részleteit (nem elérhető link) . VIA Technologies, Inc. Letöltve : 2007. július 18. Az eredetiből archiválva : 2012. augusztus 13.. (határozatlan) 
13. ↑ Stefan Berka. Unicos operációs rendszer (nem elérhető hivatkozás) . www.operating-system.org. Letöltve: 2010. november 19. Az eredetiből archiválva : 2012. augusztus 13.. (határozatlan) 
14. ↑ Életem és szabad szoftverek . Letöltve: 2011. július 4. Az eredetiből archiválva : 2017. május 7.. (határozatlan)
15. ↑ John Siracusa . Mac OS X 10.6 Snow Leopard: az Ars Technica áttekintése (nem elérhető link) 5. Ars Technica. Hozzáférés dátuma: 2009. szeptember 6. Az eredetiből archiválva : 2012. augusztus 13. (határozatlan) 
16. ↑ Váltás 64 bitesre  // Chip  : log. - 2010. - november 18. ( 12. sz.). - S. 116-121 . — ISSN 1609-4212 . (Orosz)
17. ↑ Eldar Kudinov. A 64 bit kétszer olyan jó, mint a 32 bit?  // ComputerBild  : log. - 2011. - szeptember 6. ( 21. szám (144) ). - S. 62-65 . — ISSN 2308-815X . (Orosz)
18. ↑ ARM architektúra kézikönyv ARMv8, ARMv8-A architektúra profilhoz . Letöltve: 2018. augusztus 24. Az eredetiből archiválva : 2019. január 19. (határozatlan)

Linkek

• 64 bites programozási modellek: Miért az LP64?  (Angol)
• AMD64 (EM64T) architektúra  (nem elérhető link)  (angol)
• Minden a "64 bites"-ről  (orosz)

számítógép architektúra
gépszó	1 bit 2 bites 4 bites 8 bites 12 bites 16 bites 18 bites 24 bites 26 bites 28 bites 31 bites 32 bites 36 bites 45 bites 48 bites 60 bites 64 bites 128 bites 256 bites 512 bites
Alkalmazás szoftver	8 bites 16 bites 32 bites 64 bites
Lebegőpontos pontosság	16 (× ½) 32 (×1) 40 64 (×2) 80 128 (×4) 256 (× 8)
Lebegőpontos tizedespontosság	32 64 128

Digitális processzortechnológiák
Építészet	Harvard Von Neumann TTA
Instruction Set Architecture	EGY KORTY ÉL UTAZÁSOK EPIKUS CISC MISC NISC URISC RISC VLIW ZISC
gépszó	8 bites 16 bites 32 bites 64 bites 128 bites 256 bites 512 bites
Párhuzamosság	Szállítószalag Szállítószalag Rendkívüli kivitelezés Regisztrálás átnevezése Spekulatív végrehajtás átmenet előrejelző Kód előzetes letöltése Szintek Bit utasítás Szuperskalár Adat feladatokat patakok Többszálú Superthreading Egyidejű többszálú feldolgozás hyperthreading Hardveres virtualizáció Flynn osztályozás SISD SIMD MISD MIMD
Megvalósítások	DSP GPU SoC PPU Vektor mátrix Matematikai társprocesszor Mikroprocesszor mikrokontroller dobprocesszor hálózat idegi Vision processzor Google Tensor processzor Igazi Észak
Alkatrészek	hordó váltó FPU BSB MMU TLB Vezérlő eszköz ALU Demultiplexer Multiplexer Mikrokód Órajel frekvencia Keret Gyorsítótár Processzor gyorsítótár Regisztrálok regisztrációs fájl regisztrációs ablak Zászlónyilvántartás indexregiszter Parancsszámláló Akkumulátor
Energiagazdálkodás	APM ACPI Óra kapu Fojtás Dinamikus feszültségváltozás