پردازنده ۶۴ بیتی در برابر ۳۲ بیتی؛ چه تفاوتی بین این دو CPU وجود دارد؟
با پیشرفت کمپانی‌های AMD و Intel و اضافه شدن ویژگی‌های جدید و بهبودیافته به هر نسل از پردازنده‌ها، هنگام انتخاب پردازنده‌ی جدید باید نکات زیادی را در نظر گرفت. برای مثال، گیمرهای حرفه‌ای باید بر روی پردازنده‌های قدرتمند با سرعت کلاک بسیار بالا و TDP (میزان توان حرارتی) زیادی تمرکز کنند. تا چند سال پیش، امکان انتخاب بین پردازنده های ۳۲ بیتی و ۶۴ بیتی نیز وجود داشت. اما این پردازنده‌ها چه تفاوتی با هم دارند؟ در ادامه به تفاوت‌ها و شباهت‌های پردازنده های ۳۲ و ۶۴ بیتی می‌پردازیم.
مفهوم اندازه‌ی بیت در معماری پردازنده
اول از همه باید به مفهوم اندازه‌ی بیت در معماری پردازنده بپردازیم. به زبان ساده، پهنای رجیسترهای پردازنده تعیین می‌کند که چه مقدار داده را می‌تواند در یک عملیات واحد مدیریت کند. این امر با میزان حافظه‌ای که پردازنده می‌تواند آدرس‌دهی کند، ارتباط دارد. شما می‌توانید با استفاده از فرمول ۲^n، که در آن n اندازه‌ی بیت پردازنده است، مقدار دقیق حافظه قابل آدرس‌دهی را محاسبه کنید.
بنابراین، یک پردازنده‌ی ۱ بیتی تنها می‌تواند ۲ به توان ۱ یعنی ۲ موقعیت حافظه‌ی منحصربه‌فرد را آدرس‌دهی کند. با افزایش اندازه‌ی بیت، تعداد آدرس‌ها به صورت تصاعدی افزایش می‌یابد: یک پردازنده‌ی ۳۲ بیتی می‌تواند تا ۲ به توان ۳۲ یعنی ۴.۲ میلیارد موقعیت حافظه را آدرس‌دهی کند. این عدد بزرگی است، اما به اندازه‌ی فضای ۱۸,۴۴۶,۷۴۴,۰۷۳,۷۰۹,۵۵۱,۶۱۶ حافظه‌ی قابل آدرس‌دهی یک پردازنده‌ی ۶۴ بیتی نیست. این عدد به نوبه‌ی خود، بر روی حداکثر میزان حافظه‌ی قابل استفاده در سیستم شما تأثیر می‌گذارد.
محدودیت‌های رم
یکی از بزرگترین محدودیت‌های سیستم‌های قدیمی با «بیت پایین»، مقدار رم (RAM) قابل دسترسی آنها بود. آدرس‌دهی حافظه تکنیکی است که توسط پردازنده‌ها برای ذخیره و بازیابی اطلاعات بعدی از رم استفاده می‌شود. یک پردازنده ۳۲ بیتی می‌تواند تا ۴ گیگابایت حافظه را آدرس‌دهی کند. این امر به این دلیل است که رجیسترهای درون یک پردازنده x86 تنها می‌توانند حداکثر ۳۲ بیت را نگه دارند که حداکثر مقدار حافظه مورد استفاده آنها را به ۴ گیگابایت محدود می‌کند.
تا اوایل دهه ۲۰۰۰، این مقدار حافظه برای کاربر عادی بیش از حد کافی بود. اما با پیشرفت سخت‌افزار و نرم‌افزار، سقف ۴ گیگابایتی به سرعت به حداقل محدودیت تبدیل شد و کاربران در هنگام کارهای مولتی‌تسکینگ به سرعت با کمبود رم مواجه شدند. از طرف دیگر، پردازنده های ۶۴ بیتی می‌توانند با ۱۸.۴ اگزابایت حافظه کار کنند که مقدار بسیار زیادی رم است. برای مقایسه، یک اگزابایت برابر با ۱،۰۰۰،۰۰۰ ترابایت است که این یعنی حداکثر ظرفیت حافظه پردازنده‌های x64 را به ۱۸.۴ میلیون ترابایت می‌رساند. علاوه بر این، پردازنده‌های مبتنی بر معماری x86 تنها دارای هشت رجیستر چندمنظوره هستند، در حالی که همتایان ۶۴ بیتی آنها دو برابر این تعداد رجیستر را در اختیار دارند.
سیستم‌عامل و برنامه‌ها
هنگامی که مایکروسافت از ویندوز ۱۱ رونمایی کرد، کاربران به دلیل الزامات سخت‌افزاری بالاتر این نسخه جدید، واکنش منفی نشان دادند. اگرچه برخی از این الزامات، مانند TPM 2.0، قابل چشم‌پوشی بودند، اجرای سیستم‌عامل جدید روی سیستم‌های قدیمی ۳۲ بیتی به طور کامل غیرممکن بود، زیرا مایکروسافت هرگز نسخه‌های x86 را برای این سیستم‌عامل پرچم‌دار خود منتشر نکرد. این بدان معناست که امکان ارتقاء به نسخه‌های ۳۲ بیتی ویندوز ۱۰ روی سیستم‌هایی که از معماری قدیمی استفاده می‌کنند، وجود ندارد.
سیستم‌عامل‌های ۳۲ بیتی علاوه بر این، محدودیت‌های دیگری نیز دارند. به غیر از برخی راه‌حل‌های جایگزین در لینوکس، نسخه‌های x86 ویندوز حتی قادر به اختصاص کل ۴ گیگابایت رم به یک برنامه کاربردی نیستند. از آنجا که ویندوز بخشی از حافظه را برای فرآیندهای پس‌زمینه رزرو می‌کند، اجرای برنامه‌های کاربردی پر‌مصرف روی سیستم‌های ۳۲ بیتی با کاهش عملکرد همراه خواهد بود. همچنین، نسخه‌های ۶۴ بیتی بسیاری از برنامه‌های کاربردی که به فایل‌های DLL شصت و چهار بیتی نیاز دارند، ممکن است اصلاً روی سیستم‌های ۳۲ بیتی اجرا نشوند، چه برسد به اینکه عملکرد قابل قبولی ارائه دهند.
پردازنده ۶۴ بیتی در برابر ۳۲ بیتی؛ تفاوتی که فراتر از عدد است
امروزه تقریباً تمامی کامپیوترهای شخصی از پردازنده‌های ۶۴ بیتی استفاده می‌کنند، بنابراین به احتمال زیاد با سیستم‌های جدید مجهز به تراشه‌های ۳۲ بیتی برخورد نخواهید کرد. شاید تعجب کنید که چرا با وجود ارتقاء قابل توجهی که انتقال به معماری ۶۴ بیتی در عرصه رایانه ایجاد کرد، پردازنده‌های قدرتمندتر ۱۲۸ و ۲۵۶ بیتی نداریم؟ حقیقت این است که پردازنده‌های ۱۲۸ بیتی امکان‌پذیر هستند، اما فعلاً نیازی به استفاده‌ی گسترده از آنها وجود ندارد، زیرا در سیستم‌های کاربران نیازی به مقادیر بسیار زیاد رم نداریم. در دوره‌ای که حتی برترین رایانه‌های گیمینگ نیز به بیش از ۲۵۶ گیگابایت رم نیاز نخواهند داشت، می‌توان با اطمینان گفت که به این زودی‌ها به محدودیت ۱۸,۴۰۰,۰۰۰ ترابایتی رم در پردازنده‌های ۶۴ بیتی برخورد نخواهیم کرد.
منبع: XDA
