笔记76：32位/64位操作系统的区别

news2024/9/28 15:31:06

64位系统和32位系统的区别:

操作系统只是硬件和应用软件中间的一个平台
32位操作系统针对的32位的CPU设计
64位操作系统针对的64位的CPU设计
我们的CPU从原来的8位，16位，到现在的32位和64位；CPU处理计算的时候“数据”和“指令”是不同对待的

（1）8位CPU：

一次只能处理一个8位的“数据”或者一个8位的"指令"，比如'00001101'；

比如“+1”这个运算，你要先指示CPU做“+”，完成后再输入“1”数据给CPU；

8位的CPU优点是设计简单，处理速度比较快；

缺点就是：软件设计复杂，繁琐。不利于计算机的发展；

（2）16位CPU：

后来推出了16位的CPU，我们就可以一次处理两个字节（16位）的数据了；

比如“加1”这个命令。“加”是一个指令，占用8个位，余下的8位我们可以存放数据“1”了；

（3）32位CPU：

32位的CPU就更加方便了，我们就可以一次处理一个a=a+b这样的命令了；

优点：简化了软件设计的复杂度；

缺点：硬件设计更加复杂，计算速度下降；

（4）64位CPU：

一般来讲32位的CPU对于我们来讲是最理性的CPU，对于软件开发来讲足够了；

但是2的32次方 = 4294967296bit = 4G左右，很显然32位CPU只有4G左右的内存寻址空间，对于一些服务器来讲4G的内存的远远不够。我们需要更加大的内存寻址空间的话就需要对CPU进升级。64位CPU就这样诞生了。64位CPU的内存寻址空间理论上是2的64次方bit左右；

但是现在的AMD和Inter的64位CPU并不是真正意义上的64CPU，只是进行了部分64位的改进，比如64位的内存寻址等。要是真的全部都是64位的了，那么现在市场上的软件将全部被淘汰不能使用了；

我们通常说的64位技术是相对于32位而言的，这个位数指的是CPU GPRs(General-Purpose Registers，通用寄存器)的数据宽度为64位，64位指令集就是运行64位数据的指令，也就是说处理器（CPU）一次可以运行64bit数据；

64位平台不管是在性能上，还是在功能上，都要领先于目前的32位平台，目前主流的32位处理器在性能执行模式方面存在一个严重的缺陷：当面临大量的数据流时，32位的寄存器和指令集不能及时进行相应的处理运算。32位处理器一次只能处理32位，也就是4个字节的数据；而64位处理器一次就能处理64位，即8个字节的数据。如果将总长128位的指令分别按16位、32位、64位为单位进行编辑的话：32位的处理器需要4个指令，而64位处理器则只要两个指令。显然，在工作频率相同的情况下，64位处理器的处理速度比32位的更快。除了运算能力之外，与32位处理器相比，64位处理器的优势还体现在系统对内存的控制上。由于地址使用的是特殊的整数，而64位处理器的一个ALU（算术逻辑运算器）和寄存器可以处理更大的整数，也就是更大的地址。传统32位处理器的寻址空间最大为4GB，而64位的处理器在理论上则可以达到1800万个TB（1TB=1024GB）；

从32位到64位，表面上好象只是CPU字长增大了一倍，实际上它使寻址范围、最大内存容量、数据传输和处理速度、数值精度等指标也成倍增加，带来的结果就是CPU的处理能力得到大幅提升，尤其是对强烈依赖数值运算、存在巨量数据吞吐和需要超大并发处理的应用提升效果非常明显，如科学计算、人工智能、平面设计、视频处理、3D动画和游戏、数据库以及各种网络服务器等；