Термин «64-битные вычисления» применяется в отношении компьютеров, у которых разрядность шины данных, регистров и адресных шин составляет 64 бита. Под типом 64 понимают поколение компьютеров, использующих 64-битные микропроцессоры. Регистр такого процессора может хранить 264 различных значений.
История операционных систем 64-бита
В 1984 г. фирма Cray выпускает первую операционную систему (ОС) UNIX, имеющую реализацию типа 64 под названием UNICOS.
В 1998 г. Sun создает Solaris 7 – систему с полной поддержкой 64-битных процессоров UltraSPARC.
Apple в 2003 г. выпускает Mac OS X 10.3, которая поддерживает 64-битную целочисленную арифметику для процессоров PowerPC 970.
В 2001 г. Linux становится первой ОС, ядро которой полностью поддерживает x86-64 реализацию. При этом процессоров с такой реализацией к этому времени еще выпущено не было.
У Microsoft появляется Windows XP с 64-разрядным типом системы для процессоров Itanium на архитектуре IA-64.
В 2006 г. Microsoft создает Windows Vista с версией 64 бита для процессоров EM64T/AMD64. Данная версия системы является совместимой с 32-битной. Все приложения и компоненты ОС 64-битные, хотя некоторые из них являются 32-разрядными версиями для обеспечения совместимости с 32-битными программными модулями (плагинами).
В 2009 г. Microsoft разрабатывает Windows 7, содержащую в том числе и 64-разрядный вариант для процессоров Intel64/AMD64. В этом же году выходит Windows Server 2008 R2 – первая система от Microsoft, имеющая только 64-битную редакцию.
IOS 7 от Apple с поддержкой процессоров AArch64 была создана в 2013 г. Ядро системы типа 64 предназначено для поддержки 64-битных приложений.
2014 год – Google реализует Android Lollipop – первую ОС Android с поддержкой 64-битных микропроцессоров.
В 2017 г. выходит IOS 11 от Apple. Данная операционная система предназначена для работы только процессоров AArch64. Она имеет ядро разрядностью 64 бита для поддержки 64-битных приложений.
Реализация перехода на 64-битные системы
Переход на архитектуру 64 бита является фундаментальным изменением, которое затрагивает все операционные системы. Чтобы использовать преимущества новой архитектуры, эти ОС должны быть в значительной степени изменены. Другое программное обеспечение также должно быть адаптировано для использования в полной мере новых возможностей. Старые приложения разрядностью 32 бита могут быть изменены одним из следующих способов:
- добавление виртуального набора команд типа 64 (являющегося супернабором по отношению к 32-битному набору);
- эмуляция программного приложения;
- реализация ядра 32-битного процессора в 64-битном процессоре, как в некоторых моделях Itanium от Intel, содержащих ядро с поддержкой архитектуры IA-32 для запуска x86 приложений.
Преимущества операционных систем 64 бита
При сравнении 32-битной и 64-битной архитектуры определяющим фактором в пользу последней является скорость выполнения задач. У 64-битной архитектуры размер используемой оперативной памяти превышает 4 ГБ.
Однако, для того чтобы полностью использовать преимущества архитектуры типа 64 приложения должны быть как минимум правильно установлены. На такой архитектуре рекомендуется реализовывать следующие приложения:
- многозадачные;
- стрессового тестирования;
- высокопроизводительных вычислений (широко применяются в крупных организациях, таких как IBM, HP, Microsoft).
Выводы
- 64-битный процессор лучше работает с 64-битными приложениями;
- 64-битный процессор имеет возможность обработки большинства 32-битных приложений;
- процессор разрядностью 32 бита несовместим с 64-битными приложениями.
