В чем измеряется разрядность процессора – — . —

предназначение и в чём измеряется

 

Здравствуйте мои дорогие читатели, и я продолжаю цикл наших бесед, посвященных сердцу любого компьютера. Сегодня предметом обсуждения будет разрядность процессора. Возможно, некоторые из вас и не обращали внимания на данный показатель, и даже успешно пользовались компьютером без этой информации. Но раз уж вы решили повысит уровень своих знаний, то давайте разберемся, что это такое, на что она влияет.

Для того чтобы максимально приблизится к пониманию процесса я считаю необходимым вспомнить некоторые понятия.

Информация в процессоре представлена в виде цифрового двоичного кода, который в свою очередь выглядит в виде серии импульсов с определенной последовательностью сигналов (есть напряжение –«1», нет – «0»). Один импульс – это бит информации.

Сигналы, поступают на транзисторы логических схем кристалла с определенной тактовой частотой. Если чип будет считывать отдельно каждый бит, то это будет очень долго и неудобно. Гораздо проще за один такт обработать один или несколько символов, представляющий в себе вполне конкретную информацию.

Чтобы процессору было удобнее оперировать данными, в нем специально выделяют регистры для записи объема информации, обрабатываемого ЦП за один такт. В каждом из них помещаться набор из 4, 8, 16, 32 или 64–х знаков кода, называемых «машинным словом».

Постараюсь описать этот процесс простыми словами и понятной аналогией. Это как учить читать ребенка, начавшего изучать алфавит. По буквам – долго и непонятно, а вот по слогам – проще. Причем, сначала малышу предлагают слова, специально разделенные на одно- двухбуквенные слоги. А когда он освоит этот навык – можно читать что-то посложнее, складывая слоги их трех-четырех букв.

Точно так же, инженеры в течение многих лет совершенствуют микропроцессоры, продолжая «обучать» их читать более длинные «машинные слова». Но для использования в технической документации такой термин не самый лучший вариант.

Поэтому величину, означающую размер блока информации, обрабатываемую CPU за один такт, назвали разрядность процессора. Этот параметр, так же как и «слово», измеряется в битах.

 

Прогресс разрядности процессоров

Самым первым серийным чипом стал 4-х разрядный Intel 4004, предназначенный исключительно для калькуляторов. С помощью комбинации из 4-х нулей или единиц можно было закодировать 2^4=16 символов. И этого с головой хватало для 10 цифр и 6-и знаков основных арифметических действий.

Я не зря привел пример с расчетом, чтобы показать, что в реальности, для эффективной работы ЦП в компьютерах, необходима большая разрядность. Ведь даже 8-и битные процессоры имеют существенные ограничения.

Поэтому чипмейкеры активно работали не только над технологией обработки кварцевых кристаллов, но и над микроархитектурой, представляющей собой систему взаимодействия отдельных компонентов процессора и обрабатываемых данных.

В итоге в 1978 году появился первый 16-и битный процессор 8086, работающей на архитектуре x86, которая оказалась весьма успешной, поскольку обладала огромными возможностями для постоянного совершенствования и доработки.

Ее третье поколение позволило в 1985 году создать 32-бинтный процессор Intel 80386. Работающий уже на архитектуре IA-32.

 

Прогресс не стоит на месте

Сама система x86 с начала своего существования регулярно получала всевозможные расширения, которые добавляли все новые возможности. А потребность в этом была постоянная: объемы обрабатываемых данных и размеры используемых файлов постоянно росли. И в решении сложных задач 32-разрядные процессоры уже были бессильны (блок объемом свыше 4 Гб в регистр ЦПУ уже не помещался).

«Интел» попыталась создать новую архитектуру IA-64 с обратной совместимостью, но скорость ее работы была неудовлетворительна.

Их прямые конкуренты, компания AMD, в решении этой проблемы достигли большего успеха. Они пошли проверенным путем. И в 2003 г ввели новое расширение для 32-битной архитектуры, назвав его AMD64.

Решение, реализованное в процессорах Opteron, Athlon 64 и Turion 64 оказалось настолько удачным, что Intel приобрели лицензию на набор управляющих инструкций. На базе этого уже создали свой продукт: архитектуру EM64T. Которая на сегодня используется во всех их процессорах.

Такие инновации позволили не только ускорить работу самого процессора. Но и дали возможность использовать шину памяти для перемещения файлов практически неограниченного объема.

Зная, что 64-разрядный процессор – это более прогрессивное решение, вы наверняка захотите выяснить, является ли таковым CPU, установленный на вашем компьютере. Я подскажу вам, где посмотреть эту информацию.

В последних версиях Windows сделать это можно, открыв параметры системы где указана разрядность ОС и процессора, которые могут отличаться. Если ваш комп не слишком древний, то скорей всего вы убедитесь что ЦП на нем современный. Также удобно для этой цели использовать небольшую программку CPU-Z, которая предоставит много подробной информации по процессору (в т.ч. и обозначение управляющих инструкций).

 

На что влияет разрядность ОС и процесора

И здесь у многих часто возникает вопрос: «Проц у меня 64-х битный, а операционная система на компе 32-х битная. Это что же получается, я не эффективно использую возможности железа моего компьютера?». Однозначно я вам не отвечу. Да это так…

А вот нюансы 32х битной ОС:

• Большинство популярных программ и приложений для ПК предлагаются для установки (скачивания) либо в двух версиях, либо являются универсальными. И успешно работают в системах с любой разрядностью. Даже Винда, предлагается к установке в 32-х или 64-х битном виде. Почему до сих пор популярны оба варианта? Об этом дальше;
• Такая ОС не видит оперативную память, объемом свыше 4 Гиг. Но есть в 32-битной системе очевидные преимущества: она обрабатывает информацию меньшими порциями. А это значит на считывание и передачу одного машинного слова будет затрачено меньше времени. Это позволяет более эффективно работать с памятью. А так же с простыми приложениями и небольшими файлами;

64-разрядная система – отличный вариант для игр, обработки видео и прочих емких программ. Но для нее лучше иметь ОЗУ с запасом. Почему? Да потому что она потребляет больше ресурсов. Ведь КПД использования его пространства такой операционкой может оказаться ниже чем у 32 битной;

Теперь, когда вы определили свои предпочтения по ОС, вернемся к разрядности процессора. Если она 32-битная, то можно установить только соответствующую систему. Если у вас 64-разрядный CPU, можете ставить любую версию операционки. Но не забывайте об объеме RAM.

На этом наше знакомство с разрядностью процессора закончено. Надеюсь, вы теперь сможете блеснуть своими знаниями по этой теме даже в беседе со специалистами.

До встречи на новых станицах моего блога и всем удачи.

 

 

profi-user.ru

Разрядность — Википедия

Разрядность числа в математике — количество числовых разрядов, необходимых для записи этого числа в той или иной системе счисления. Разрядность числа иногда также называется его длиной.

Разрядность (битность) в информатике — количество разрядов (битов) электронного (в частности, периферийного) устройства или шины, одновременно обрабатываемых этим устройством или передаваемых этой шиной.

Примеры:

• разрядность процессора (разрядность его машинного слова)
• разрядность шины данных
• разрядность ОС
• разрядность ЖКИ
• разрядность ЦАП и АЦП
• разрядность звукового файла

• Бит
• Дискретизация
• Оцифровка

• О разрядности процессоров // iXBT.com

Это заготовка статьи по информатике. Вы можете помочь проекту, дополнив её.

Для улучшения этой статьи желательно: Дополнить статью (статья слишком короткая либо содержит лишь словарное определение). Найти и оформить в виде сносок ссылки на независимые авторитетные источники, подтверждающие написанное. Пожалуйста, после исправления проблемы исключите её из списка параметров. После устранения всех недостатков этот шаблон может быть удалён любым участником.

ru.wikipedia.org

в чем измеряется тактовая частота процессора



Автор Андрюха задал вопрос в разделе Железо

В чём измеряется разрядность процессора и получил лучший ответ

Ответ от
Тактовая частота определяет количество элементарных операций (тактов) , выполняемые процессором за единицу времени. Тактовая частота современных процессоров измеряется в МГц (1 Гц соответствует выполнению одной операции за одну секунду, 1 МГц=106 Гц). Чем больше тактовая частота, тем больше команд может выполнить процессор, и тем больше его производительность. Первые процессоры, которые использовались в ПК работали на частоте 4,77 МГц, сегодня рабочие частоты современных процессоров достигают отметки в 2 ГГц (1 ГГц = 103 МГц) .

Разрядность процессора показывает, сколько бит данных он может принять и обработать в своих регистрах за один такт. Разрядность процессора определяется разрядностью командной шины, то есть количеством проводников в шине, по которой передаются команды. Современные процессоры семейства Intel являются 32-разрядными.
Источник :
Иван Шипков
Мыслитель
(5073)
а вопрос тебе дружище. только так чтобы ты в инете не подсмотрел.
что позволяет делать скорость в 2 Ггц в проце? что там есть такого? куда поступает сигнал, что с ним происходит и и куда он идёт потом?

Ответ от 2 ответа[гуру]

Привет! Вот подборка тем с ответами на Ваш вопрос: В чём измеряется разрядность процессора

Ответ от Вова[гуру]
разрядность в битах, частота в герцах

Ответ от Великий Биовизирь[гуру]
Тактовая частота — в Герцах.
Разрядность — в количестве контактов транзистора.

Ответ от ***SuBxAnAllAx***[гуру]
бит, герц, мегагерц, гигагерц, нурсултангерц

Ответ от 2 ответа[гуру]

Привет! Вот еще темы с похожими вопросами:

Тактовый сигнал на Википедии
Посмотрите статью на википедии про Тактовый сигнал

 

Ответить на вопрос:

2oa.ru

О разрядности процессоров

Целью данной статьи является попытка посеять сомнение в голове читателя, уверенного, что он знает о разрядности всё или почти всё. Но сомнение должно быть конструктивным, дабы сподвигнуть на собственное исследование и улучшить понимание.

Термин «разрядность» часто используют при описании вычислительных устройств и систем, понимая под этим число бит, одновременно хранимых, обрабатываемых или передаваемых в другое устройство. Но именно применительно к центральным процессорам (ЦП), как к наиболее сложным представителям вычислительного железа, не делимым на отдельные детали (до тех пор, пока кто-то не придумал, как продать отдельно кэш или умножитель внутри чипа), понятие разрядности оказывается весьма расплывчатым. Продемонстрировать это поможет умозрительный пример.

Представьте себе, что вокруг благодатные 80-е, в мире (всё ещё) десятки производителей ЦП, и вы работаете в одном из них над очередным поколением. Никаких 256-битных SSE8, встроенных GPU и 5-канальных контроллёров памяти на свете пока нет, но у вас уже есть готовый 16-битный процессор (точнее, «16-битный» пишется в технической документации), в котором 16 бит везде и во всём — от всех внешних шин до архитектурного размера обрабатываемых данных. Реальным примером такого ЦП могут быть первые однокорпусные (правда, не однокристальные) ЦП для архитектуры DEC PDP-11. И вот приходит задание руководства — разработать новое, обратно совместимое поколение этого же ЦП, которое будет 32-битным — не уточняя, что понимается под последним. Именно это понимание и предстоит прояснить в первую очередь. Итак, наш главный вопрос: что именно надо удвоить по разрядности в нашем пока насквозь 16-битном ЦП, чтобы получившийся процессор мог называться 32-битным? Чтобы решать задачу было легче, применим два подхода: систематизируем определения и посмотрим на примеры.Систематизируем

Первое, что приходит в голову — разрядность чего именно считать? Обратимся к определению любой информационной системы: её три основных функции — это обработка, хранение и ввод-вывод данных, за которые отвечают, соответственно, процессор(ы), память и периферия. Учитывая, что сложная иерархически самоподобная система состоит из многих компонент, можно утверждать, что такое разделение функций сохраняется и на компонентном уровне. Например, тот же процессор в основном обрабатывает данные, но он также обязан их хранить (для чего у него есть относительно небольшая память) и обмениваться с другими компонентами (для этого есть разные шины и их контроллёры). Поэтому будем функционально разделять разрядности обработки, хранения и обмена информации.

Рискну предположить, что все производители любого программируемого «железа», особенно процессоров, на 90% стараются не для конечных пользователей, а для программистов. Следовательно, с точки зрения производителей процессор должен выполнять нужные команды нужным образом. С другой стороны, детали структуры кристалла (топологические, электрические и физические параметры отдельных транзисторов, вентилей, логических элементов и блоков) могут быть скрыты не только от пользователя, но и от программиста. Выходит, что разрядность надо отличать и по реализации — физическую и архитектурную.

Следует добавить, что программисты тоже бывают разные: большинство пишут прикладные программы на языках высокого уровня с помощью компиляторов (что делает код до некоторой степени платформонезависимым), некоторые пишут драйверы и компоненты ОС (что заставляет более внимательно относиться к учёту реальных возможностей аппаратной части), есть творцы на ассемблере (явно требующем знания целевого процессора), а кто-то пишет сами компиляторы и ассемблеры (аналогично). Поэтому под программистами далее будем понимать именно тех, для кого детали аппаратной реализации важны если не для написания программы вообще, то хотя бы для её оптимизации по скорости — «архитектурная» разрядность чего-либо будет относиться именно к программированию на родном машинном языке процессора или более удобном ассемблере, не залезая при этом в нутро ЦП (это уже вопросы микроархитектуры, которую мы для большего различия и назвали физической реализацией). Описанные нюансы всё равно влияют на всех программистов, т.к. языки высокого уровня почти всегда переводятся компиляторами в машинный код, а компиляторы тоже должен кто-то написать. Исключения в виде интерпретируемых языков тоже не стоят в стороне — сами интерпретаторы тоже создаются с помощью компиляторов.

Осталось рассмотреть, разрядность какой именно информации нам интересна. Что вообще потребляет и генерирует ЦП в информационном смысле? Команды, данные, адреса и сигнально-управляющие коды. О последних речь не идёт — их разрядность жёстко зафиксирована в конкретной аппаратной реализации и в большинстве случаев программно не управляема. Чуть трудней с командами — в семействе архитектур RISC, например, разрядность любого обращения к памяти должна быть равна физической разрядности шины данных процессора, в т.ч. и при считывании кода (кроме некоторых послаблений в современных ARM и PowerPC). Это хорошо для ЦП — нет проблем с невыровненным доступом, все команды имеют одинаковую, либо переменную, но просто вычисляемую длину. Зато плохо для программиста — RISC это усечённый набор команд, которые ещё и занимают больше места, чем при более компактном кодировании (для того же алгоритма нужно больше команд, но и для того же числа команд надо больше байтов). Поэтому именно CISC-парадигма завоевала наибольший подход с её разнообразием и переменной длинной команд, не равной разрядности чего-либо. Разумеется, все современные ЦП внутри — настоящие RISC, но это только физически, а не архитектурно. Остались только два вида информации — данные и адреса. Их и рассмотрим.Собираем

У нас имеется три критерия видов разрядности: функциональный (обработки, хранения и обмена), реализационный (физическая и архитектурная) и типовой (данных и адресов). Итого уже 12 видов этой непонятной штуки. Предположим, что на каждую комбинацию критериев для нашего исходного ЦП мы отвечаем «16-битная» (и физическая разрядность обработки данных, и архитектурная хранения адресов, и все остальные). Теперь посмотрим, какие из этих вопросов обязательно должны давать ответ «32-битная», чтобы получившийся процессор оказался именно таким.

Начнём с архитектурной части. Должен ли ЦП хранить данные и адреса в логическом 32-битном формате, чтобы называться 32-битным? Насчёт данных, очевидно, да, а вот по поводу адресов всё не так просто. Почти все 8-битные (по данным) ЦП имеют возможность хранить 16-битные адреса в парах регистров (иначе им не видать распространённой на этих платформах 16-битной адресации), но от этого их не называют 16-битными. Может быть, если ЦП сможет хранить 32-битные данные, но всего-то 16-битные адреса, его уже можно называть 32-битным?..

На аналогичные вопросы об архитектурных вычислениях над 32-битными данными и адресами, а также программно 32-битном обмене данных с программно 32-битной адресацией ответ может быть таким же — с данными надо, а с адресами не факт.

Intel 486DX2. Где-то здесь притаилась разрядность…

Перейдём на физическую реализацию. Должен ли ЦП хранить данные и адреса в физически 32-битном формате? Оказывается, не обязательно, т.к. для 32-битных операндов можно спарить регистры, чем успешно пользовались ещё 8-битные ЦП, начиная с i8080. А зилоговские 16-битные Z8000 могли даже счетверять регистры, получая 64-битный аргумент (только для данных). Это не так эффективно, т.к. полный объём данных, умещающийся в регистровом файле, не увеличится, но это и не требовалось. Зато всегда есть возможность обратиться и к старшей, и к младшей половине виртуального 32-битного регистра — камень в огороды архитектур IA-32 и MC68k, где можно обращаться только к младшей половине (в IA-32 — ещё и с префиксом, что замедляет выполнение).

Идём далее. Должен ли ЦП обрабатывать данные и адреса 32-битными физическими порциями? Оказывается, и это не требуется, операнды можно обрабатывать половинками в функциональных устройствах 16-битного размера. Стоит вспомнить процессор Motorola MC68000, применявшийся в первых Макинтошах, Амигах, Атари и других популярных машинах — он считался 32-битным, в нём есть 32-битные регистры, но нет ни одного 32-битного ФУ (оно появилось только в 68020). Зато есть целых три 16-битных АЛУ, два из которых умеют спариваться при выполнении 32-битной операции. У i8080 и Z80 8-битные АЛУ выполняли 16-битные операции для вычисления адреса последовательно над его байтами. Позже эта история повторилась с набором SSE и его 128-битными операндами, которые поначалу обрабатывались на 64-битных ФУ.

Наконец, обмен: нужно ли процессору физически принимать и передавать данные 32-битными порциями с 32-битной адресацией? На первый вопрос дали ответ почти все производители ЦП, выпустив чипы с половинной шириной шины: 8 бит для 16-битного i8088, 16 бит для 32-битных MC68000/010 и i80386SX/EX/CX, и даже 8 бит для 32-битного MC68008. С физической разрядностью шины адреса куда веселее. Начнём с того, что для многобайтовых шин данных (т.е. начиная с 16-битной) физическая адресация памяти может происходить по словам или по байтам. В первом случае на шину адреса всегда подаётся адрес слова, а шина данных считывает или записывает нужную его часть — от отдельного байта до слова целиком. Для обозначения разрядности доступа может применяться отдельная шина байт-маски (в архитектуре x86 такой приём начал применяться со времён i386 — по биту на каждый байт шины данных), либо комбинация управляющих сигналов с младшими битами шины адреса, которые в этом режиме не нужны (для 32-биной шины данных адрес слова нацело делится на 4, а потому младшие 2 бита шины адреса всегда равны нулю) — так было до выхода i386. Случай же адресации байтов возможен лишь при динамической подстройке ширины шины и из широко известных ЦП применялся только в MC68020/030. В результате к сегодняшнему дню используется именно адресация слов вместе с байт-маской, поэтому физическая разрядность шины адреса оказывается меньше её логической ширины на число бит, на единицу меньшее разрядности шины данных в байтах. Из чего следует, что 32-битная физическая шина адреса может быть только при 8-битной шине данных, на что ни один архитектор и инженер в здравом уме не пойдёт по очевидным соображениям.

Но это ещё не всё. Зачем нам вообще 32-битная физическая или логическая адресация? Середина-конец 80-х, на рынке только-только появились мегабитные микросхемы памяти, типичный объём памяти для ПК пока что измеряется сотнями килобайт, но чуть позже — мегабайтами. А 32-битная адресация позволит получить доступ к 4 ГБ физического ОЗУ! Да кому вообще такое может понадобиться в ближайшие лет 20 в персоналках?! Неудивительно, что первые популярные «32-битные» ЦП имели совсем не 32 бита логической ширины шины адреса: MC68000 имел 24 (23 физических + 1 для управления разрядами), а MC68008 — и вовсе 20. Intel 386SX (вышедший на 3 года позже оригинального полностью 32-битного i80386), помимо уполовинивания шины данных, сократил и шину адреса до 24 (23 физических) бит, а его встраиваемые версии 386EX/CX имели 26-битную шину. Более того, первые чипсеты, позволявшие оперировать 32-битными адресами, появились лишь в 90-х, а первые материнские платы, имевшие достаточное число слотов памяти, чтобы набрать >4 ГБ модулями максимального на тот момент размера — лишь в 2000-х. Хотя первые ЦП с 64-битной физической шиной адреса (IBM/Motorola PowerPC 620) появились аж в 1994 г.. Выводим

Итак, физически в процессоре вообще ничего не требуется делать 32-битным. Достаточно лишь архитектурно убедить программиста, что ЦП выполняет 32-битные операции одной командой. И хотя она при отсутствии полноценных внутренних ресурсов неизбежно будет декодироваться в цепочки микрокода для управления 16-битными физическими порциями информации и аппаратными блоками — это уже программиста не волнует. Так что же, достаточно переписать прошивку, переделать декодер и схему управления, и вот наш 16-битный процессор сразу стал 32-битным?

Как известно, любую хорошую идею можно довести до абсурда, и тогда она сама себя дискредитирует. Увеличение разрядности ЦП — не исключение. На этом месте архитектурщик сразу должен задаться вопросом — а зачем всё это? Увеличивать разрядность данных хорошо для ускорения работы с ними (часто требуется обрабатывать значения, не умещающиеся в 16 бит), а адресов — для получения возможности оперировать большими объёмами данных (ограничение в 64 КБ для 16-битной адресации, кое-как ослабленное сегментной моделью IA-16, сковывало программистов уже в середине 80-х). Можно, конечно, сделать страничную адресацию с программно переключаемыми банками (могли же 8-битные ЦП адресовать 1 МБ на популярных дешёвых ПК и игровых приставках), но ценой усложнения программ и замедления доступа к памяти. Аналогично — разве имеет смысл делать 32-битность для данных такой, что она почти не ускоряет производительность по сравнению с обработкой 32-битных чисел на 16-битной платформе под управлением программы, а не микрокода? Таким образом мы только упростим программирование, сэкономив на числе команд, но не получим скачок в скорости. Из чего мы приходим к выводу — увеличение разрядности должно реализовываться так, чтобы оно реально привело к качественному (больше памяти) и количественному (быстрее операции) скачку возможностей архитектуры. «Больше памяти» здесь относится именно к качественному развитию, т.к. многие алгоритмы и приложения вообще откажутся работать при недостатке ОЗУ, в то время как даже медленный процессор всё равно рано или поздно программу выполнит. Виртуальная память с дисковой подкачкой бессмысленна при менее чем 32-битной реализации.

Но означает ли всё это, что в ЦП как можно больше ресурсов, и аппаратных, и архитектурных, должны быть 32-битными, чтобы его можно было бы назвать полноценным 32-битным процессором? Совсем нет. Возьмём тот же MC68000 — у него 32-битная архитектура для данных и адресов и 32-битные регистры, но 16-битные АЛУ и внешняя шина данных и 24-битная физическая внешняя адресация. Тем не менее, недостаточная «32-битность» не мешает ему обгонять появившийся на 3 года позже «16-битный» 80286: на популярном в 1980-е бенчмарке Dhrystones MC68000 на 8 МГц набирает 2100 «попугаев», а 286 на 10 МГц — 1900 (также 16-битный i8088 на 4,77 МГц — 300).

Но всё это нам не поможет ответить на вопрос — что же такое разрядность процессора? В момент, когда мы уже было пришли к некоему заключению, на сцене появляется новый герой — тип данных. Всё вышеизложенное имело отношение лишь к целочисленным вычислениям и их аргументам. Но ведь есть ещё и вещественные. Кроме того, пока что мы оперируем скалярными величинами, но есть ещё и векторные. А ведь, по слухам, Intel намерена встроить вещественный сопроцессор прямо внутрь своего нового 80486 (напомню: на дворе у нас, условно — 80-е годы). С учётом того, что внутреннее физическое и архитектурное представление данных (с адресами FPU не работает) 80-битное — как же тогда называть «четвёрку» — «32/80-битным» процессором? Вернёмся обратно в настоящее — как называть Pentium MMX, который откусил 64 бита от каждого 80-битного скалярного вещественного регистра и назвал их целочисленным векторным регистром? А Pentum Pro/II с 256-битной шиной данных между кэшем L2 и ядром? (Ещё ранее MIPS R4000 и его варианты имели внутренний контроллёр L2 с внешней 128-битной шиной до самого кэша.) А как назвать Pentium III с его 128-битными регистрами XMM, хотя в каждом таком векторе могут пока храниться лишь 32-битные компоненты, а обрабатываться лишь парами в 64-битных ФУ, но не четвёрками? А как воспринимать готовящиеся сейчас для новых архитектур (в частности, Intel Larrabee) команды векторной адресации типа Scatter и Gather, где части векторного регистра воспринимаются как адреса, а не данные, и потому адресация тоже может считаться ххх-битной?

Современный спор о переходе с 32-битной на 64-битную платформу повторяет эту историю с дополнениями, ещё более подсаливающими и так разнообразное по вкусу блюдо. Прежде всего, если посмотреть на темпы удвоения разрядности (что бы под ней не понимали) однокристальных ЦП, то окажется, что переход от первых 4-битных к первым 32-битным произошёл всего за 8 лет — c 1971 г. (i4004) по 1979 г. (MC68000 и куда менее известный NS32016). Следующее удвоение до 64 бит потребовало 10 лет — i860 имел 32-битное целое скалярное АЛУ и 32-битные универсальные регистры со спариванием, но 64-битные FPU и целочисленное векторное ФУ, 64-битные внешние шины и, впервые, внутреннюю 128-битную шину ядро-кэш. А пока 64 бита добрались до ПК — прошло ещё лет 15, хотя 64-битный доступ к памяти (через 64-битную же шину данных, но для «32-битного» процессора) появился уже в первых Pentium в 1993 г.. А дело в том, что для целочисленных скалярных вычислений два главных типа операндов — данные и адреса — пока достаточно было иметь лишь 32-битными. Об избыточности 32-битной адресации для 80-90-х гг. уже сказано, но и жёсткая необходимость в 64-битных целочисленных вычислениях, в отличие от 32-битных, также до сих пор не возникала, да и не просматривается и сейчас. Для целых чисел диапазон от –2·10⁹ до 2·10⁹ или от 0 до 4·10⁹ покрывает подавляющее большинство нужд, а редкие моменты 64-битности вполне удовлетворяются дедовским способом — операциями над частями операндов с переносом, что не так уж сильно медленнее и доступно с первых моментов появления 32-битных архитектур. Дополнительной пикантности добавляет тот факт, что 64-битная арифметика над целыми числами в архитектуре x86 появились ещё до AMD64 и EM64T, причём сразу векторная — начиная с набора SSE2 (2001 г.) существуют команды paddq и psubq для сложения и вычитания целых 64-битных компонентов, а команды 32-битного перемножения для любой архитектуры дают 64-битное число (команды деления, соответственно — его принимают; аналогично для многих 16-битных платформ, включая IA-16).

Разрядности некоторых процессоров для ПК

Критерий	Разрядность
Функциональный	обработки				хранения				обмена
Реализационный	физич.		архитектурн.		физич.		архитектурн.		физич.		архитектурн.
Типовой (D: данных; A: адресов)	D	A	D	A	D	A	D	A	D	A	D	A
i8080/85, Z80	8	8	8-16	16	8	8	8-16	16	8	16	8-16	16
Z8000	16	16	8-64	16	16	16	8-64	16	8-16	23	8-64	23
MC68000/010 (MC68008)	16	16	8-32	32	32	32	8-32	32	8-16 (8)	24 (20)	8-32	32
MC68020/030	32	32	8-32	32	32	32	8-32	32	8-32	32	8-32	32
i8086/186* (i8088/188*)	16	16	8-16	16	16	16	8-16	16	8-16 (8)	20	8-16	20
i80286	16	16	8-16	16	16	16	8-16	16	8-16	24	8-16	24
i80386DX	32	32	8-32	32	32	32	8-32	32	8-32	32	8-32	32
i80386SX (EX/CX)	32	32	8-32	32	32	32	8-32	32	8-16	24 (26)	8-32	32
i860	32/64|64	32	8-64/64|64	32	32/64/32	32	8-64/64/64	32	64	64	8-64	64
i80486	32/80	32	8-32/80	32	32/80	32	8-32/80	32	32	32	8-80	32
Pentium, K5 (Pentium Pro)	32/80	32	8-32/80	32	32/80	32	8-32/80	32	64	32 (36)	8-80	32 (51)
Pentium MMX (Pentium II)	32/80|64	32	8-32/80|64	32	32/80|64	32	8-32/80|64	32	64	32 (36)	8-80	32 (51)
K6 (K6-2)	32/80| 64(/64)	32	8-32/80| 64(/64)	32	32/80| 64(/64)	32	8-32/80| 64(/64)	32	64	32	8-80	32
Athlon	32/80| 64/64	32	8-32/80| 64/64	32	32/80| 64/64	32	8-32/80| 64/64	32	64	36	8-80	51
Athlon XP	32/80| 64/64	32	8-32/80| 64/32-128	32	32/80|64/128	32	8-32/80| 64/128	32	64	36	8-128	51
Pentium III (Pentium 4/M, Core)	32/80| 64/64	32	8-32/80| 64(+128)/32-128	32	32/80| 64(+128)/128	32	8-32/80| 64(+128)/128	32	64	36	8-128	51
Pentium 4 D/EE (Athlon 64*)	64/80| 64/64	64	8-64/80|64 + 128/32-128	64	64/80|64 + 128/128	64	8-64/80|64 + 128/128	64	64(+16)	40	8-128	52
Atom	32-64/80| 64/64-128	64	8-64/80|64 + 128/32-128	64	64/80|64 + 128/128	64	8-64/80|64 + 128/128	64	64	36	8-128	51
Core 2 (i7*)	64/80| 128/128	64	8-64/80|64 + 128/32-128	64	64/80|64 + 128/128	64	8-64/80|64 + 128/128	64	64 (192+16)	40	8-128	52
Athlon II*, Phenom (II)*	64/80| 128/128	64	8-64/80|64 + 128/32-128	64	64/80|64 + 128/128	64	8-64/80|64 + 128/128	64	128+16	40 (48)	8-128	52

* — Мультиплексированная шина данных и адреса (для ЦП с интегрированным контроллёром памяти — только межпроцессорная)
«A/B|C/D» — для данных указана разрядность скалярного целого / вещественного | векторного целого / вещественного доменов
«X+Y» — имеет домены этого вида двух разрядностей
«X-Y» — в зависимости от команды или ФУ принимает все промежуточные значения с целой степенью двойки

Если вы дочитали до этого места, то объявленная цель статьи, скорее всего, уже достигнута, а Идеальное Конечное Точное Определение разрядности так и не найдено. Может быть, его вообще нет, и это даже хорошо. В конце концов, если компьютер это главный инструмент для работы с информацией, то каждая IT-технология это метод улучшения работы компьютера. Разрядность сама по себе ничего не даст в отрыве от всего остального арсенала высоких инфотехнологий. PDA/коммуникаторы, мобильники, нетбуки, медиа-плееры и прочая карманная электроника, а также гигантское количество встроенных контроллёров и бортовых компьютеров отлично работают, увеличивая свою популярность и без всякой 64-битности. Так зачем тогда переходят на большие разрядности? Зачем, например, никому пока не нужная 64-битность в Intel Atom для нетбуков, где 8 ГБ памяти мало того, что никому не нужны, так ещё и за пару часов досуха выжмут батарею, а научные или экономические вычисления (где могут потребоваться 64 целых бита) никто запускать не будет? Один из возможных ответов: «потому что мы можем». Дополнительная пара миллионов транзисторов для удвоения ещё оставшихся 32-битными блоков утонет каплей в море вентилей, уже потраченных на всё остальное в этом же чипе. Галопирующий прогресс микроэлектроники как главного паровоза IT сделал интегральный транзистор таким дешёвым, что теперь лакомый для любого маркетолога шильдик «64 bit» обойдётся потребителю в десяток лишних центов, обеспечивая совсем не бутафорское, а вполне реальное ускорение на 10-50 % в 1-5 % приложений. И если мелкая овчинка стоит почти бесплатной выделки, почему нет?

www.ixbt.com

Что такое разрядность процессора (32/64 bit): основные понятия

Разрядность процессора — один из его основных параметров, определяющих, какое количество бит информации обрабатывают регистры процессора за период одного такта.

Основной перелом в развитии процессоров произошел в 2002 году, когда компания AMD представила впервые рынку «расширенный» процессор с 64 битной архитектурой. Не на много отстав от конкурентов, в том же году компания Intel выпускает свой процессор, заменив линейку 32 разрядных процессоров 64 разрядными.

Конечно, в настоящее время маркировки и обозначения процессоров изменились, но общая суть осталась прежней. Процессоры представлены в двух вариантах архитектуры регистров 32 и 64 бита. Современные процессоры выпускаются в 64 битном варианте исполнения архитектуры, что совсем не означает невозможность запуска на них программных решений ориентированных на 32 разрядные ЦП.

Визуально определить разрядность СРП можно по нанесенной на корпус маркировке или служебному названию изделия, например х86 от AMD или ЕМ64Т, где под маркировкой х86 подразумевается поколение процессора.

Основные понятия разрядности процессора

Для оптимизации вычислительных процессов, и получения максимума производительности, необходимо устанавливать на компьютер операционную систему с разрядностью соответствующей архитектуре процессора. Установив 32 битную операционную систему на компьютер с 64 битным процессором, вы потеряете не только в быстродействии системы, но и в объеме оперативной памяти, ОС рассчитанные на сборку 32 разрядной архитектуры «не видят» оперативную память более 4 Гб. В то же время сборка из операционной системы и процессора с одинаковыми архитектурами разрядности поддерживает объем оперативной памяти уже до 16 Гб.

В целом, для рядового пользователя ПК, разница между двумя архитектурами не принципиальна, и кроме объема оперативной памяти на использование компьютера никак не влияет. Если же информация об архитектуре необходима, можно воспользоваться сторонними программными продуктами, как пример приложение CPU-Z, позволяющее в кратчайшие сроки проанализировать архитектуру системы и выдать результат в визуально удобном для пользователя виде.

compcpu.ru

В чем измеряется производительность процессора:от чего она зависит

Опубликовано 18.06.2018 автор Андрей Андреев — 0 комментариев

Добрый день, уважаемые гости и постоянные посетители моего блога. Сегодня мы поговорим об одной наболевшей теме, а именно о скорости или в чем измеряется производительность процессора.

Сразу хочется сказать, что это не частота на ядро, как было принято ранее, а совокупность сразу нескольких математических величин, именуемых как FLOPS (FLoating‐point Operations Per Second) – внесистемная единица производительности.

От чего зависит вычислительная мощность компьютера, и стоит ли обращать внимание на частотный показатель? Во всем этом мы и постараемся разобраться.

Откуда ноги растут

Довольно часто в интернете можно встретить споры о том, что «Intel тащат за счет большей частоты ядер». Иными словами, частотный параметр ставится во главу стола, а остальные нюансы (количество потоков, размер кэша, работа с определенными инструкциями и техпроцесс) почему‐то забываются.

Примерно до начала 2000‐х годов подобное сравнение имело место быть, поскольку характеристики центрального чипа и его скорость упирались именно в частоту. Достаточно вспомнить следующие названия:

• Pentium 133 и 333;
• Pentium 800 и т.д.

А потом ситуация резко изменилась, поскольку разработчики стали уделять больше времени строительству внутренней архитектуры чипов, добавляя кэш‐память, поддержку новых инструкций, способов вычисления и прочих элементов, которые увеличивают производительность без повышения той самой частоты.На арене появились новые критерии скорости:

• кэш‐память;
• частота шины данных;
• разрядность.

Т.е. определить возможности чипа, опираясь на один лишь частотный потенциал, стало практически невозможно.

Что влияет на производительность современных процессоров?

Итак, давайте знакомиться с понятиями, которые характеризуют работу процессора, скорость вычислений и все прочие параметры.

Разрядность – определяет размер обработки данных за такт. На данный момент существуют как 32‐битные, так и 64‐битные варианты. Представим, что размер данных – 1 байт (8 бит). Если чип вычисляет 4 байта информации за прогон – он 32‐битный, если 8 байт – 64‐битный.

Логика элементарна до безобразия: при сравнивании 2 ЦП с идентичной частотой и разной разрядностью победит тот, который обладает 64‐битным набором логики (разница колеблется от 10 до 20%).

Техпроцесс (литография) – количество транзисторов, размещенных на кристалле. Чем их больше – тем выше мощность, частоты, разгонный потенциал и ниже температура под нагрузкой. Процесс измеряется в нанометрах и на данный момент Компаниями Intel и AMD успешно освоены ЦП на техпроцессе 14 и 12 нм соответственно.

Кэш‐память – массив сверхскоростной и эффективной ОЗУ внутри чипа, которая отвечает за основные вычисления и обмен готовыми результатами операций с оперативной памятью ПК и прочими компонентами системы. От объема кэша зависит скорость и работоспособность компьютера.

Если у вас на руках 2 модели с идентичными частотами и техпроцессом, лучше будет та, у которой кэш третьего уровня (L3) выше, или вообще присутствует.

Рабочая температура – показатель, который напрямую влияет на производительность. Если вы решили разогнать чип, и он дошел до своего предела относительно температур – ЦП либо начнет троттлить, либо отключится, вызвав перезагрузку компьютера. Но не стоит злоупотреблять работоспособностью процессора на максимально возможных температурах – кристалл довольно быстро откажет и начнет разрушаться.Системная шина и множитель – отвечают за разгон частот. Если вы хотите заняться оверклокингом, то множитель должен быть разблокирован на камне. Более того, делается это только на соответствующей материнской плате с чипсетом Z370 (Intel Coffee Lake) или B350, X370/X470 (AMD Ryzen).

Потенциал «разгоняемого» камня значительно выше, а потому данная покупка имеет большую ценность на будущее, да и запас прочности кристалла будет существенно выше.

Наличие встроенного графического процессора – дополнительное ядро, ответственное за графические вычисления и дополнительные задачи, связанные с обработкой изображений. Зачастую это полноценный GPU, который, правда, не имеет собственной оперативной памяти и черпает ее из ОЗУ компьютера.

Наличие вспомогательного ядра, пусть и специализированного, существенно повышает общую шустрость кристалла, обеспечивая большую производительность в сравнении с обычными процессорами.

Количество физических ядер – определяет не только скорость обработки информации, но и количество одновременно выполняемых задач, с которыми ЦП может справляться без потери мощностей и троттлинга. Здесь ситуация весьма нестандартная по нескольким причинам:

• большинство рабочих и офисных приложений задействуют от 1 до 4 ядер, а потому здесь на первое место выходит как раз частота чипа;
• профессиональные приложения, способные использовать абсолютно все рабочие ядра, получают отличную возможность развернуться на полную катушку, обеспечивая высокую скорость работы.

Поддержка многопоточности (Hyper‐Threading или SMT) – виртуальное удвоение вычислительных ядер для более грамотного распараллеливания задач в процессе работы.

Грамотное определение производительности

Предположим, что вы более‐менее разобрались в ситуации, но все равно не можете понять, какой из процессоров лучше? Возьмем ту же ситуацию с Intel Core i7 8700k, который вполне реально разогнать до 4,9 ГГц на воздушном охлаждении, и AMD Ryzen 7 2700X и его 4,3 ГГц в режиме оверклокинга. Казалось бы – выбор в пользу «синих» очевиден, но на практике «красный» лагерь рвет и мечет.И вот тут уже на помощь приходят те самые бенчмарки, тесты и сравнения двух популярных моделей в реальных рабочих приложениях и синтетике. Одним из наиболее наглядных вариантов выступает бенчмарк Cinebench r15, который показывает статистику модели как в стоке, так и под несколькими видами разгона:

• автоматический;
• ручной;
• экстремальный (издевательства оверклокеров под жидким азотом).

Много полезной информации можно найти на профильных Youtube‐каналах и ресурсах типа Sisoftware Sandra

Итоги

Как вы поняли из вышесказанного, тактовая частота – далеко не самый главный показатель мощности процессора, хоть и является основным. Производительность чипа зависит от совокупности нескольких величин, да и пользователь должен четко понимать, для каких целей используется тот или иной ЦП.

Очень надеюсь, что данный материал помог прокачать ваш скилл компьютерной грамотности, которым вы теперь можете поделиться с друзьями и знакомыми, когда речь зайдет о производительности системы и факторов на нее влияющих.

Обязательно прочтите другие наши публикации, в которых мы подробно описываем важные аспекты при выборе процессора. Следите за обновлениями блога, чтобы не пропустить новые интересные материалы. До новых встреч, пока.

С уважением, автор Андрей Андреев.

infotechnica.ru

Как узнать разрядность процессора — командная строка, биос

Разрядностью (или битностью) центрального процессора (ЦП) называется количество бит, которые ЦП может обрабатывать за одну команду. Разрядность определяет количество бит, отводимых хранение одной ячейки данных. То есть, если архитектура вашего процессора, например, 32 битная, то он может работать с числами, которые представлены в двоичном коде из 32 бит, причём обрабатывать эти числа он может за одну команду.

Таким же образом (за одну команду) могут обрабатываться данные и меньшей разрядности, просто их старшие биты будут игнорироваться. Современные ЦП могут работать c 8-ми, 16-ти, 32-х и 64-х разрядными типами данных. Все использующиеся сейчас ЦП в компьютерах либо 32, либо 64 разрядные.

Часто, читая описания ЦП, можно встретить обозначение x86 — это значит, что мы имеем дело с 32 битной архитектурой. Если же встречается надпись х64 – то можно сказать, что данный ЦП обладает битностью, равной 64.

Важно! Часто битность ЦП ошибочно принимается за основу при определении максимального объёма памяти, к которому он может обращаться. Это, естественно, не так. Шины адреса и данных практически любого ЦП имеют разную битность и никак не влияют друг на друга.

Значение битности ЦП играет не последнюю роль для пользователей, поскольку битности операционной системы (ОС) и процессора, которые используются друг с другом, должны совпадать. Однако, здесь работает принцип обратной совместимости: на 64 разрядный ЦП может быть установлена операционная система как 32 так и 64 разрядная.

Версия операционной системы в данном случае не играет роли: например, все ОС Windows или Linux, уже начиная с появления первых 64 разрядных ЦП имеют как 32 битные так и 64 битные сборки. То есть, существуют все версии Windows (от XP до 10-й), имеющие как 64 так и 32 битную среду.

Важно! Установить на ЦП семейств х86 ОС, в названии которой фигурирует «х64» невозможно! Мало того, невозможно запускать исполняемые файлы для 64 битных ЦП на 32 битных ОС.

Именно поэтому определение того, какие именно (32 или 64 разрядные) данные используются ЦП весьма важно. Часто от этого зависит работоспособность достаточно больших групп пользователей, использующих одинаковое программное обеспечение.

В данной статье будет рассмотрено, как узнать разрядность процессора при помощи различных способов.

Определение разрядности процессора

Существует множество способов, как определить разрядность процессора. Посмотреть информацию о ней можно либо при помощи программных средств, либо средств BIOS; в крайнем случае, можно просто увидеть маркировку ЦП и уже по ней определить, сколько же бит отводится на обработку данных. Иногда эту информацию получить совсем просто: например, если количество ядер ЦП больше одного, то этот ЦП – 64 разрядный.

Через командную строку

Один из самых эффективных способов, как определить разрядность процессора без использования дополнительных средств. Для его реализации следует запустить командную строку – открыть в меню «Пуск» пункт «Выполнить» (или нажать Win+R на клавиатуре) и в появившемся окне набрать команду «cmd»,после чего нажать «Ввод».

Откроется консоль командного процессора. В ней следует ввести команду «systeminfo». Результатом её выполнения будет длинный перечень параметров системы. Интересующий нас пункт называется «Процессор(ы):» В нём будет написано название модели ЦП. И обязательно указана его битность (либо цифрами 32 или 64, либо надписями «х86» или «х64»).

Через свойства компьютера

Можно определить, какую разрядность поддерживает процессор, посмотрев свойства системы.

Один из способов сделать это – войти в параметр «Система» панели управления и там, в разделе «Тип системы» можно будет увидеть её разрядность. Если она равна 64, то и ЦП тоже 64 битный.

Однако, как уже было сказано ранее, поскольку на 64 разрядный ЦП может быть поставлена 32 разрядная система, необходимо будет уточнить тип используемого ЦП. Для этого следует зайти в «Диспетчер устройств», ссылка на который есть на той же странице, в «Устройствах» выбрать ЦП и открыть в его свойствах вкладку «Сведения».

В этой вкладке интересующий нас параметр называется «ИД оборудования». В нём будет указан тип используемого процессора – 64 или 32 разрядный.

Альтернативой является исследование свойств устройства, называемого в Диспетчере устройств «Компьютер». В нём может содержаться описание применяемого типа ПК с указанием его битности.

Аналогично свойствам процессора, следует зайти в свойства компьютера и во вкладке «Сведения» посмотреть описание устройства. Параметр может также называться «Выводимое имя». В любом случае, в нём будет присутствовать либо надпись «х86», либо «х64», что и будет соответствовать битности используемого ЦП в 32 или 64 соответственно.

Узнать разрядность через интернет

Для этого достаточно набрать в строке поиска фразу «узнать разрядность онлайн». Первые 5-10 результатов поиска дадут ссылки на сайты, определяющие этот параметр. После этого следует перейти на этот сайт и активный контент автоматически опознает количество разрядов ЦП и версию ОС.

Важно! Исполнение активных компонентов может быть заблокировано браузером и в этом случае определить интересующий параметр не получится. Для этого следует разрешить выполнение активного содержимого на странице.

Через BIOS

Самый простой способ, не требующий наличия программного обеспечения вообще. При загрузке ПК следует войти в BIOS, нажав F2 или Del. Далее следует выбрать раздел «System Settings», «Main» или «CPU Settings» – в зависимости от производителя BIOS он может называться по-разному, и посмотреть значение параметра «Processor Type». В нём будет указана фирма производитель, модель ЦП, его частота и разрядность.

Так же можете прочитать статьи на темы: Как включить второе ядро процессора Windows 7 и Мониторинг загрузки процессора и видеокарты в играх

wi-tech.ru

No related posts.