bettola
23-12-2004, 19:11
Mi potreste spiegare (anche in dettaglio) perché i processori si sono evoluti a 64bit? cosa rappresentano i "64" bit?
View Full Version : 64 bit
*sasha ITALIA*
24-12-2004, 00:27
è lungo ma se ti interessa....
E così sono arrivati i processori a 64-bit. C’è solo un problema: cosa vuol dire, e a cosa servono? Ecco una panoramica sulla più grande rivoluzione “inutile” della storia dell’informatica.
Le nuove Cpu a 64-bit sono arrivate sul mercato con l’inevitabile fanfara, però sono considerate “inutili” da molti analisti. Il motivo – al di là dei costi elevati – è semplice: per il momento non esistono applicazioni (né tantomeno sistemi operativi di larga diffusione) in grado di sfruttarli come si deve, per cui tutta la potenza a disposizione viene sostanzialmente sprecata.
Per capire meglio cosa significa tutto questo è però necessario comprendere alcuni aspetti tecnici.
Il più importante è che un processore a 64-bit non è potente “il doppio” di uno a 32. I “bit” in questione si riferiscono alla capacità di indirizzamento di memoria, per cui vanno interpretati diversamente.
Da una parte, è vero che a parità di cicli di clock una delle nuove Cpu esegue il due volte le funzioni di un processore come il Pentium 4. Ma molto più importante è il fatto che, a differenza di quest’ultimo, è in grado di gestire non più un massimo di 4 giga di memoria (di cui due riservati a Windows e due alle applicazioni), ma ben mille miliardi di giga. In altre parole: addio per sempre alla memoria virtuale e a ogni rallentamento causato dalla necessità di spostare dati dalla Ram a un supporto magnetico.
Va da sé che questa aumentata potenza diventa apprezzabile solo avendo davvero a disposizione grandi quantità di Ram, ma soprattutto applicazioni così ingorde di spazio. Nella pratica queste si riducono ai programmi di editing video e a quelli di grafica - purché usati con immagini di dimensioni spaventosamente grandi – oppure a simulazioni matematiche talmente colossali da essere al di fuori della portata dei comuni mortali.
Ci sono tuttavia due grosse eccezioni che rendono la presenza dei nuovi processori meno “inutile” per l’utente comune. La prima sono i videogiochi, dove la maggior potenza di calcolo si traduce in grafica più dettagliata e realistica – i primi titoli sono previsti per la seconda metà del 2004.
L’altra sono i sistemi operativi veri e propri, purché escano sul mercato. Al momento infatti esiste solo una versione beta di Windows Xp ottimizzata per i 64-bit – l’Xp “normale” non può infatti sfruttare le funzionalità avanzate delle nuove Cpu.
Questo sottolinea un ulteriore problema: non tutti i 64-bit sono in grado di far funzionare i normali software. I processori della Amd eseguono le applicazioni standard in una sorta di modalità emulazione di Cpu precedenti, e quindi pur essendo un (poco) più veloci del normale sono essenzialmente sprecati – quelli di Intel invece non hanno per ora alcuna compatibilità, e sono quindi riservati ai soli utenti superprofessionali.
Per uscire da questa impasse non resta altro da fare che attendere. La nuova versione di Windows (attualmente nota come Longhorn) supporterà i chip a 64-bit, così come le nuove motherboard che si attrezzeranno per gestire maggiori quantità di Ram. Questa a sua volta verrà prodotta in “tagli” più grandi di quelli attuali, e nel frattempo arriveranno anche i programmi capaci di sfruttarla.
Secondo molte previsioni la vera rivoluzione a 64-bit si farà sentire intorno al 2005. Proprio quando dovrebbero uscire i nuovi chip basati su nanotubi, no?
tra l'altro le GPU delle schede video (la Pharelia in primis) hanno addirittura raggiunto i 512 bit...
E così sono arrivati i processori a 64-bit. C’è solo un problema: cosa vuol dire, e a cosa servono? Ecco una panoramica sulla più grande rivoluzione “inutile” della storia dell’informatica.
Le nuove Cpu a 64-bit sono arrivate sul mercato con l’inevitabile fanfara, però sono considerate “inutili” da molti analisti. Il motivo – al di là dei costi elevati – è semplice: per il momento non esistono applicazioni (né tantomeno sistemi operativi di larga diffusione) in grado di sfruttarli come si deve, per cui tutta la potenza a disposizione viene sostanzialmente sprecata.
Per capire meglio cosa significa tutto questo è però necessario comprendere alcuni aspetti tecnici.
Il più importante è che un processore a 64-bit non è potente “il doppio” di uno a 32. I “bit” in questione si riferiscono alla capacità di indirizzamento di memoria, per cui vanno interpretati diversamente.
Da una parte, è vero che a parità di cicli di clock una delle nuove Cpu esegue il due volte le funzioni di un processore come il Pentium 4. Ma molto più importante è il fatto che, a differenza di quest’ultimo, è in grado di gestire non più un massimo di 4 giga di memoria (di cui due riservati a Windows e due alle applicazioni), ma ben mille miliardi di giga. In altre parole: addio per sempre alla memoria virtuale e a ogni rallentamento causato dalla necessità di spostare dati dalla Ram a un supporto magnetico.
Va da sé che questa aumentata potenza diventa apprezzabile solo avendo davvero a disposizione grandi quantità di Ram, ma soprattutto applicazioni così ingorde di spazio. Nella pratica queste si riducono ai programmi di editing video e a quelli di grafica - purché usati con immagini di dimensioni spaventosamente grandi – oppure a simulazioni matematiche talmente colossali da essere al di fuori della portata dei comuni mortali.
Ci sono tuttavia due grosse eccezioni che rendono la presenza dei nuovi processori meno “inutile” per l’utente comune. La prima sono i videogiochi, dove la maggior potenza di calcolo si traduce in grafica più dettagliata e realistica – i primi titoli sono previsti per la seconda metà del 2004.
L’altra sono i sistemi operativi veri e propri, purché escano sul mercato. Al momento infatti esiste solo una versione beta di Windows Xp ottimizzata per i 64-bit – l’Xp “normale” non può infatti sfruttare le funzionalità avanzate delle nuove Cpu.
Questo sottolinea un ulteriore problema: non tutti i 64-bit sono in grado di far funzionare i normali software. I processori della Amd eseguono le applicazioni standard in una sorta di modalità emulazione di Cpu precedenti, e quindi pur essendo un (poco) più veloci del normale sono essenzialmente sprecati – quelli di Intel invece non hanno per ora alcuna compatibilità, e sono quindi riservati ai soli utenti superprofessionali.
Per uscire da questa impasse non resta altro da fare che attendere. La nuova versione di Windows (attualmente nota come Longhorn) supporterà i chip a 64-bit, così come le nuove motherboard che si attrezzeranno per gestire maggiori quantità di Ram. Questa a sua volta verrà prodotta in “tagli” più grandi di quelli attuali, e nel frattempo arriveranno anche i programmi capaci di sfruttarla.
Secondo molte previsioni la vera rivoluzione a 64-bit si farà sentire intorno al 2005. Proprio quando dovrebbero uscire i nuovi chip basati su nanotubi, no?
tra l'altro le GPU delle schede video (la Pharelia in primis) hanno addirittura raggiunto i 512 bit...
bettola
24-12-2004, 22:30
si..avevo intuito pensandoci...in questo modo si potranno indirizzare 2 alla 64 byte di memoria...ma le dimensioni delle parole della ram restano di 32 bit o sono a 64 bit? in questo maniera sarebbero diverse anche le istruzioni assembler...si potranno utilizzare più bit per il codice operativo e più bit per le funzionalità...sempre se il passaggio a 64 bit vale anche per la dimensione delle parole
jappilas
25-12-2004, 14:48
Originariamente inviato da *sasha ITALIA*
E così sono arrivati i processori a 64-bit. C’è solo un problema: cosa vuol dire, e a cosa servono? Ecco una panoramica sulla più grande rivoluzione “inutile” della storia dell’informatica.
[...]
tra l'altro le GPU delle schede video (la Pharelia in primis) hanno addirittura raggiunto i 512 bit...
purtroppo devo farti notare che alla fine, menzionando la parhelia, contraddici un post chiaro e corretto...
la gpu matrox " ha " 512 bit, nel senso che il percorso dei dati nella pipeline interna è sufficiente a permettere l' applicazione di 16 texture da 32 bit per ogni ciclo
il dato non si riferisce a una dimensione di memoria indirizzabile, ma a una "larghezza di banda" interna
per completezza, aggiungerei che quando si ha a che fare con numeri di bit riferiti a una cpu, questi possono denotare la dimensione di uno tra vari parametri:
bus dati -> quanti bit per ciclo di clock trasferiti sul bus/canale
bus indirizzi -> quanti bit assegnati agli indirizzi associati a transazioni da/verso la memoria -> dimensione spazio indirizzabile
registri -> quanti bit compongono dei dati su cui si può operare con una istruzione di un certo tipo
OPCODE -> quanti bit compongono una certa istruzione comprensiva di operandi e flag (sulla ISA X86 le istruzioni hanno lunghezza variabile da 8 bit a <molti>, su altre no...)
WORD -> (se non ricordo male) dimensione dell' argomento della maggior parte delle istruzioni per una certa ISA (famiglia di CPU)
aspetto correzioni in caso abbia detto io inesattezze... ;)
E così sono arrivati i processori a 64-bit. C’è solo un problema: cosa vuol dire, e a cosa servono? Ecco una panoramica sulla più grande rivoluzione “inutile” della storia dell’informatica.
[...]
tra l'altro le GPU delle schede video (la Pharelia in primis) hanno addirittura raggiunto i 512 bit...
purtroppo devo farti notare che alla fine, menzionando la parhelia, contraddici un post chiaro e corretto...
la gpu matrox " ha " 512 bit, nel senso che il percorso dei dati nella pipeline interna è sufficiente a permettere l' applicazione di 16 texture da 32 bit per ogni ciclo
il dato non si riferisce a una dimensione di memoria indirizzabile, ma a una "larghezza di banda" interna
per completezza, aggiungerei che quando si ha a che fare con numeri di bit riferiti a una cpu, questi possono denotare la dimensione di uno tra vari parametri:
bus dati -> quanti bit per ciclo di clock trasferiti sul bus/canale
bus indirizzi -> quanti bit assegnati agli indirizzi associati a transazioni da/verso la memoria -> dimensione spazio indirizzabile
registri -> quanti bit compongono dei dati su cui si può operare con una istruzione di un certo tipo
OPCODE -> quanti bit compongono una certa istruzione comprensiva di operandi e flag (sulla ISA X86 le istruzioni hanno lunghezza variabile da 8 bit a <molti>, su altre no...)
WORD -> (se non ricordo male) dimensione dell' argomento della maggior parte delle istruzioni per una certa ISA (famiglia di CPU)
aspetto correzioni in caso abbia detto io inesattezze... ;)
jappilas
25-12-2004, 15:04
Originariamente inviato da bettola
si..avevo intuito pensandoci...in questo modo si potranno indirizzare 2 alla 64 byte di memoria...ma le dimensioni delle parole della ram restano di 32 bit o sono a 64 bit? in questo maniera sarebbero diverse anche le istruzioni assembler...si potranno utilizzare più bit per il codice operativo e più bit per le funzionalità...sempre se il passaggio a 64 bit vale anche per la dimensione delle parole
nel caso di amd64, cambierebbero anche altri parametri tra cui il numero di registri (sia 16 per gli interi sia 16 per le SSE) e anche la DWORD ...
infatti le istruzioni assembly SONO diverse, anche qui sul forum post di utenti "addentro" confermerebbero che si tratta proprio di una nuova ISA...
si..avevo intuito pensandoci...in questo modo si potranno indirizzare 2 alla 64 byte di memoria...ma le dimensioni delle parole della ram restano di 32 bit o sono a 64 bit? in questo maniera sarebbero diverse anche le istruzioni assembler...si potranno utilizzare più bit per il codice operativo e più bit per le funzionalità...sempre se il passaggio a 64 bit vale anche per la dimensione delle parole
nel caso di amd64, cambierebbero anche altri parametri tra cui il numero di registri (sia 16 per gli interi sia 16 per le SSE) e anche la DWORD ...
infatti le istruzioni assembly SONO diverse, anche qui sul forum post di utenti "addentro" confermerebbero che si tratta proprio di una nuova ISA...
STICK
25-12-2004, 16:01
Originariamente inviato da bettola
si..avevo intuito pensandoci...in questo modo si potranno indirizzare 2 alla 64 byte di memoria...ma le dimensioni delle parole della ram restano di 32 bit o sono a 64 bit? in questo maniera sarebbero diverse anche le istruzioni assembler...si potranno utilizzare più bit per il codice operativo e più bit per le funzionalità...sempre se il passaggio a 64 bit vale anche per la dimensione delle parole
un articolo interessante in proposito che analizza il K8 in maniera particolareggiata:
http://www.cpuid.com/K8/index.php
alla parte finale dell'articolo inoltre c'e' il discorso di come cambiano le istruzioni assembler,o meglio viene posta evidenza sulla differenza tra 32 e 64 bit.
si..avevo intuito pensandoci...in questo modo si potranno indirizzare 2 alla 64 byte di memoria...ma le dimensioni delle parole della ram restano di 32 bit o sono a 64 bit? in questo maniera sarebbero diverse anche le istruzioni assembler...si potranno utilizzare più bit per il codice operativo e più bit per le funzionalità...sempre se il passaggio a 64 bit vale anche per la dimensione delle parole
un articolo interessante in proposito che analizza il K8 in maniera particolareggiata:
http://www.cpuid.com/K8/index.php
alla parte finale dell'articolo inoltre c'e' il discorso di come cambiano le istruzioni assembler,o meglio viene posta evidenza sulla differenza tra 32 e 64 bit.
^TiGeRShArK^
25-12-2004, 22:23
cmq ho notato diverse inesattezze nel post di sasha...
1)Le cpu AMD NON GIRANO assolutamente in emulazione a 32 bit.
Eseguono nativamente sia il codice x86, che il codice x86-64 (quindi quello a 32 bit e quello a 64 bit).
Il processore ke va in emulazione è invece l'Itanium di Intel. Questo processore ha prestazioni veramente scadenti in 32 bit, tanto che era paragonabile a un pentium 100 nella sua prima versione.... ora non ho idea se sia migliorato, ma anche avendo quadrupllicato questa velocità è cmq una chiavica con codice x86..... Inoltre la sua arkitettura a 64 bit è COMPLETAMENTE diversa da quella x86 dei normali PC.
è infatti un architettura di tipo EPIC che sfrutta una marea di registri (128 se non sbaglio) e, inoltre, il controllo dei salti dovrebbe essere fatto mediante il compilatore(o qualcosa del genere).
2)il vantaggio principale di un architettura a 64 bit è che può elaborare 64 bit di dati in un ciclo di clock, mentre un processore a 32 bit impiegherebbe due cicli (questo semplificando un pò il discorso). Però i principali vantaggi dell'arkitettura x86-64 introdotta da amd sono il fatto che è COMPLETAMENTE compatibile con l'arkitettura a 32 bit esistente (infatti in modalità 32 bit viene interpretata solo la seconda parte dell'istruzione a 64 bit), il raddoppio dei registri interni del processore (sia quelli per gli interi che qulli per le istruzioni SIMD).
3)Per quanto detto finora non saranno assolutamente SOLO i programmi di grafica e di video-editing ad avere degli incrementi prestazionali con la nuova arkitettura, ma saranno tutte le applicazioni, poichè un raddoppio dei registri comporta una minore necessità di accedere alla memoria. Inoltre i programmi di video-editing, di rendering, di grafica e di crittografia *presumibilmente* potranno godere dell'elaborazione degli interi a 64 bit a velocità raddoppiata in misura diversa a seconda del tipo di applicazione.
4) AMD attualmente, con gli A64 ha introdotto una tecnologia che, nonostante sia spesso sottovalutata, ha contribuito in maniera incredibile al raggiungimento delle prestazioni che vediamo oggi in questo processore: l'MCH integrato.
MCH sta per memory controller hub, ovvero il controller della memoria. Fino ad oggi esso era integrato nel northbridge della scheda madre, mentre AMD ha deciso di integrarlo nella CPU.
Come influenza questa scelta le prestazioni?
è semplice. Così facendo le latenze di accesso alla memoria vengono ridotte notevolmente. Per fare un confronto, su pacchetti di dati di 256 byte le latenze di un A64 sono pari a circa la metà di quelle di un P4. In questo modo il processore avrà accesso ai dati in un tempo molto minore.
Questa peculiarità, insieme alle pipeline molto corte rispetto a quelle del p4 attuale (12 stadi contro 31) avvantaggia notevolemente le macchine AMD in applicazioni "non lineari", in cui vi siano molti salti.
Finalmente per Marzo dovrebbe comparire Win xp 64, tanto per sfatare il mito ke bisogna attendere longhorn per vedere i 64 bit.
Questa data dovrebbe essere confermata dal fatto che intel ha deciso di fare uscire i p4 con una tecnologia a 64 bit praticamente identica a quella di amd proprio per fine febbraio.....
Infatti in molti sono pronti a giurare su un presunto "complotto" intel-microsoft fatto alle spalle di amd, dato che quest'ultima non può assolutamente contare sui volumi di mercato del grande Chipzilla (intel).
Vabbè sono già stato abbastanza logorroico, ma spero di avere chiarito i dubbi e soprattutto di avere corretto alcune informazioni "inesatte".
1)Le cpu AMD NON GIRANO assolutamente in emulazione a 32 bit.
Eseguono nativamente sia il codice x86, che il codice x86-64 (quindi quello a 32 bit e quello a 64 bit).
Il processore ke va in emulazione è invece l'Itanium di Intel. Questo processore ha prestazioni veramente scadenti in 32 bit, tanto che era paragonabile a un pentium 100 nella sua prima versione.... ora non ho idea se sia migliorato, ma anche avendo quadrupllicato questa velocità è cmq una chiavica con codice x86..... Inoltre la sua arkitettura a 64 bit è COMPLETAMENTE diversa da quella x86 dei normali PC.
è infatti un architettura di tipo EPIC che sfrutta una marea di registri (128 se non sbaglio) e, inoltre, il controllo dei salti dovrebbe essere fatto mediante il compilatore(o qualcosa del genere).
2)il vantaggio principale di un architettura a 64 bit è che può elaborare 64 bit di dati in un ciclo di clock, mentre un processore a 32 bit impiegherebbe due cicli (questo semplificando un pò il discorso). Però i principali vantaggi dell'arkitettura x86-64 introdotta da amd sono il fatto che è COMPLETAMENTE compatibile con l'arkitettura a 32 bit esistente (infatti in modalità 32 bit viene interpretata solo la seconda parte dell'istruzione a 64 bit), il raddoppio dei registri interni del processore (sia quelli per gli interi che qulli per le istruzioni SIMD).
3)Per quanto detto finora non saranno assolutamente SOLO i programmi di grafica e di video-editing ad avere degli incrementi prestazionali con la nuova arkitettura, ma saranno tutte le applicazioni, poichè un raddoppio dei registri comporta una minore necessità di accedere alla memoria. Inoltre i programmi di video-editing, di rendering, di grafica e di crittografia *presumibilmente* potranno godere dell'elaborazione degli interi a 64 bit a velocità raddoppiata in misura diversa a seconda del tipo di applicazione.
4) AMD attualmente, con gli A64 ha introdotto una tecnologia che, nonostante sia spesso sottovalutata, ha contribuito in maniera incredibile al raggiungimento delle prestazioni che vediamo oggi in questo processore: l'MCH integrato.
MCH sta per memory controller hub, ovvero il controller della memoria. Fino ad oggi esso era integrato nel northbridge della scheda madre, mentre AMD ha deciso di integrarlo nella CPU.
Come influenza questa scelta le prestazioni?
è semplice. Così facendo le latenze di accesso alla memoria vengono ridotte notevolmente. Per fare un confronto, su pacchetti di dati di 256 byte le latenze di un A64 sono pari a circa la metà di quelle di un P4. In questo modo il processore avrà accesso ai dati in un tempo molto minore.
Questa peculiarità, insieme alle pipeline molto corte rispetto a quelle del p4 attuale (12 stadi contro 31) avvantaggia notevolemente le macchine AMD in applicazioni "non lineari", in cui vi siano molti salti.
Finalmente per Marzo dovrebbe comparire Win xp 64, tanto per sfatare il mito ke bisogna attendere longhorn per vedere i 64 bit.
Questa data dovrebbe essere confermata dal fatto che intel ha deciso di fare uscire i p4 con una tecnologia a 64 bit praticamente identica a quella di amd proprio per fine febbraio.....
Infatti in molti sono pronti a giurare su un presunto "complotto" intel-microsoft fatto alle spalle di amd, dato che quest'ultima non può assolutamente contare sui volumi di mercato del grande Chipzilla (intel).
Vabbè sono già stato abbastanza logorroico, ma spero di avere chiarito i dubbi e soprattutto di avere corretto alcune informazioni "inesatte".
cdimauro
27-12-2004, 14:54
x *sasha ITALIA*: mi potresti dire dove hai preso il testo che hai postato?
vBulletin® v3.6.4, Copyright ©2000-2025, Jelsoft Enterprises Ltd.