64 bit

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 8. februar 2021; checks kræver 13 redigeringer .

64 bit ( eng.  64-bit ) i datalogi og computerteknologi bruges til at betegne strukturer og datatyper , hvis størrelse i computerhukommelsen er 64 bit, hvilket er lig med 8 bytes . Computerarkitekturer , der gør udstrakt brug af registre , adressebusser eller databusser , der er 64 bit brede, omtales som 64-bit arkitekturer (eller 64-bit arkitekturer ).

64-bit arkitekturer er blevet brugt i supercomputere siden 1970'erne ( Cray-1 , 1975) og i arbejdsstationer og servere med RISC-processorer  siden 1990'erne. Siden 2003 har de været meget brugt i personlige computere ( x86-64 og PowerPC - 64), og siden midten af ​​2010'erne i mobile enheder - smartphones og tablets (ARMv8 AArch64).

Et 64-bit register kan gemme en af ​​264 = 18446744073709551616 værdier. En processor med 64-bit hukommelsesadressering kunne teoretisk set direkte adressere en betydelig mængde på 16 exabyte (16 millioner terabyte) hukommelse. Imidlertid er fysiske og matematiske adresser tilladt i implementeringer ofte begrænset til 48 bit (256 terabyte), sjældnere 52 eller 56 bit [1] [2] [3] [4] .

Historie

64-bit processorer

1961 IBM bygger IBM 7030 Stretch - supercomputeren ved hjælp af 64-bit data og 32- og 64-bit maskinkoder. 1974 Control Data Corporation introducerer CDC STAR-100 Vector Supercomputer, som har 64-bit instruktioner (tidligere CDC-systemer brugte 60 bit til at gemme instruktioner). 1976 Cray Research bygger Cray-1 supercomputeren ved hjælp af 64-bit maskinkoder. 1983 Elxsi udgav Elxsi 6400 parallel mini-supercomputer , som har 64-bit dataregistre og et 32-bit adresseringssystem. 1989 Intel frigav Intel i860 RISC- processoren . Selvom den blev omtalt som en "64-bit mikroprocessor" i reklamemateriale, havde den en 32-bit arkitektur, forstærket af en "3D Graphics Unit" med 64-bit heltal operationer. [5] 1991 MIPS udgav den første 64-bit mikroprocessor, R4000, med MIPS III instruktionssættet. [6] Processoren er blevet brugt i SGI -grafikstationer siden IRIS Crimson . Kendall Square Research skaber KSR1 supercomputeren baseret på 64-bit processorer. OSF/1 -operativsystemet blev brugt . 1992 Digital Equipment Corporation (DEC) lancerede 64-bit Alpha -processorer , udviklet fra PRISM -projektet . [7] 1994 Intel annoncerer planer om at skabe en 64-bit IA-64- arkitektur med Hewlett-Packard for at erstatte IA-32 og PA-RISC . Udgivelsesdatoen er 1998-1999. 1995 Sun lancerer 64-bit SPARC-processorer under UltraSPARC -mærket . Den nye arkitektur hedder SPARC v9. [8] . IBM frigiver PowerPC AS A10- og A30-processorerne, som er 64-bit-processorer af PowerPC AS-arkitekturen. [9] IBM udgiver nye versioner af AS/400 -servere med disse nye 64-bit PowerPC AS-processorer. 1996 Nintendo introducerede Nintendo 64 -spillekonsollen , bygget på basis af en billig version af MIPS R4000-processoren. HP frigiver en 64-bit version af PA-RISC-arkitekturen , PA-8000- processoren . [ti] 1997 IBM frigav RS64 -serien af ​​64-bit PowerPC /PowerPC AS-processorer. 1998 IBM udgav POWER3- processoren , som er en fuldt 64-bit PowerPC/ POWER -arkitekturprocessor . [elleve] 1999 Intel udgiver en beskrivelse af instruktionssættet til IA-64-arkitekturen. AMD afslører en 64-bit udvidelse af IA-32-arkitekturen kaldet x86-64 (senere omdøbt til AMD64). 2000 IBM frigav den første 64-bit z/Architecture mainframe : zSeries z900. z/Architecture er en 64-bit udvikling af 32-bit ESA/390 - arkitekturen, en efterfølger til System/360- arkitekturen . 2001 Intel begynder at sende IA-64-processorer efter flere forsinkelser. Processorerne er produceret under Itanium -mærket og er beregnet til avancerede servere. Salget når ikke de forventede mængder. 2003 AMD introducerede AMD64- arkitekturen Opteron og Athlon 64 processorer . Apple udgav "G5" 64-bit computeren med PowerPC 970 (IBM) processoren. Intel har udtalt, at de ikke har til hensigt at frigive andre 64-bit processorer end Itanium. 2004 Som reaktion på markedssuccesen med AMD64 annoncerer Intel udviklingen af ​​en kompatibel IA-32e-udvidelse (senere omdøbt til EM64T og derefter Intel 64). Intel begynder at sende opdaterede Xeon og Pentium 4 med understøttelse af nye 64-bit instruktioner. VIA Technologies annoncerede udviklingen af ​​en 64-bit Isaiah -processor . [12] 2006 En alliance af Sony, IBM og Toshiba begyndte produktionen af ​​Cell 64-bit hybrid mikroprocessor til PlayStation 3 , servere og andre applikationer. 2013 Apple frigiver verdens første smartphone iPhone 5S , der kører på den første masseproducerede 64-bit ARM-processor Apple A7 .

64-bit operativsystemer

1985 Cray udgav UNICOS , den første 64-bit version af Unix OS . [13] 1993 DEC udgav en Unix-lignende 64-bit DEC OSF/1 AXP til systemer med DEC Alpha-processorer (senere omdøbt til Tru64 UNIX). 1994 Understøttelse af 64-bit MIPS R8000 - processoren er blevet tilføjet af Silicon Graphics til IRIX OS version 6.0. 1995 DEC udgav OpenVMS 7.0, den første fuldt 64-bit version af OpenVMS for Alpha. Forberedte den første 64-bit Linux- distribution (til Alpha-processorer). [fjorten] 1996 Understøttelse af 64-bit MIPS R4000 - processoren er blevet tilføjet af Silicon Graphics til IRIX OS version 6.2. 1998 Sun frigiver Solaris 7 med fuld understøttelse af 64-bit UltraSPARC -processorer . 2000 IBM udgav z/OS , et 64-bit MVS -baseret OS , til de nye zSeries mainframes . Lidt senere blev en 64-bit Linux til zSeries frigivet . 2001 Microsoft introducerede en 64-bit version af Windows XP til Itanium-processorer . 2003 Apple udgav Mac OS X 10.3 "Panther" med 64-bit heltalsunderstøttelse til PowerPC 970-processorer . [15] Adskillige Linux- distributioner begynder at understøtte AMD64 . Microsoft annoncerer planer om at skabe AMD64 version af Windows OS. AMD64- understøttelse vises i FreeBSD OS . 2005 Den 31. januar udgav Sun Solaris 10 OS med understøttelse af AMD64 og EM64T. I april udgav Microsoft " Windows XP Professional x64 Edition " til AMD64 og EM64T. 2007 Apple frigiver Mac OS X 10.5 "Leopard" med fuld understøttelse af 64-bit applikationer på PowerPC 970 og EM64T. 2009 Microsoft introducerede en 64-bit version af Windows 7 til AMD64/Intel 64-processorer [16] [17] .

Moderne 64-bit arkitekturer

For 2019 kan følgende populære 64-bit arkitekturer navngives:

• En udvidelse af x86- arkitekturen skabt af AMD under navnet "AMD64", og kompatibel med den " x86-64 ":

Tilgængelighed af AMD64-arkitektur

Athlon 64 , Opteron , Sempron , Turion 64 , Phenom , Athlon II , Phenom II , AMD FX , Ryzen- processorer har AMD64 - arkitektur

• • EM64T ( Intel 64 )-arkitekturen har processorer Celeron ( baseret på Core2 og nyere kerner), Pentium 4 (kun Cedar Mill og senere Prescott), Pentium D , Xeon (baseret på 64-bit kerner), Core 2 , Core i3 , Core i5 , Core i7 og noget Atom
  • VIA Technologies 64-bit udvidelser implementeret i VIA Nano
• 64-bit ARMv8 arkitekturtilstand , kaldet AArch64 [18] :
  • ARM Cortex-A53 , Cortex-A57 og andre
  • Apple A7 og nyere
  • Snapdragon Kryo og nyere
• 64-bit version af Power- arkitekturen :
  • IBM POWER6 , POWER7 og nyere
  • IBM PowerPC 970
  • S T I Celleprocessoren og IBM PowerXCell har en 64-bit kontrolkerne.
  • IBM " Xenon " ( Microsoft Xbox 360 set- top box CPU ) indeholder 3 64-bit PowerPC-kerner.
• SPARC V9-arkitektur implementeret i :
  • Sun Microsystems UltraSPARC (alle varianter), Niagara, OpenSPARC
  • Fujitsu SPARC64
• IBM z/Architecture , brugt i zSeries og System z9 mainframes , en 64-bit udvikling af ESA/390 arkitekturen
• Intel IA-64 ( Itanium )
• MIPS Technologies MIPS 64
• RISC-V implementeringer af instruktionssæt med navne, der begynder med RV64, såsom RV64I, RV64GC (RV64IMAFDC) og andre:
  • SiFive FU540
  • Kendryte K210
  • FADU Annapurna FC3081/FC3082
  • Alibaba XuanTie 910

Billedbehandling

I digital billedbehandling betyder 64-bit format normalt 48-bit farvebilleder (Deep Color) suppleret med en 16-bit alfakanal .

Noter

1. ↑ AMD64 programmeringsmanual bind 2: Systemprogrammering 120. Avancerede mikroenheder (december 2016). Hentet 24. august 2018. Arkiveret fra originalen 13. juli 2018. (ubestemt)
2. ↑ Softwareudviklermanual til Intel 64 og IA-32 Architectures, bind 3A: Systemprogrammeringsvejledning, del 1 . Intel (september 2016). Hentet 24. august 2018. Arkiveret fra originalen 24. august 2018. (ubestemt)
3. ↑ ARM Architecture Reference Manual ARMv8, til ARMv8-A arkitekturprofil . Hentet 24. august 2018. Arkiveret fra originalen 19. januar 2019. (ubestemt)
4. ↑ Dokumentation - Arm Developer . Hentet 24. august 2018. Arkiveret fra originalen 30. december 2018. (ubestemt)
5. ↑ i860 64-bit mikroprocessor (utilgængeligt link) . Intel (1989). Hentet 30. november 2010. Arkiveret fra originalen 13. august 2012. (ubestemt) 
6. ↑ Joe Heinrich: "MIPS R4000 Microprocessor User's Manual, Second Edition", 1994, MIPS Technologies, Inc.
7. ↑ Richard L. Sites: "Alpha AXP Architecture", Digital Technical Journal, bind 4, nummer 4, 1992, Digital Equipment Corporation.
8. ↑ Linley Gwennap: "UltraSparc Unleashes SPARC Performance", Microprocessor Report, bind 8, nummer 13, 3. oktober 1994, MicroDesign Resources.
9. ↑ JW Bishop, et al.: "PowerPC AS A10 64-bit RISC mikroprocessor", IBM Journal of Research and Development, bind 40, nummer 4, juli 1996, IBM Corporation.
10. ↑ Linley Gwennap: "PA-8000 Combines Complexity and Speed", Microprocessor Report, bind 8, nummer 15, 14. november 1994, MicroDesign Resources.
11. ↑ FP O'Connell og SW White: "POWER3: Den næste generation af PowerPC-processorer", IBM Journal of Research and Development, bind 44, nummer 6, november 2000, IBM Corporation.
12. ↑ VIA afslører detaljer om næste generations Isaiah-processorkerne (utilgængeligt link) . VIA Technologies, Inc. Hentet 18. juli 2007. Arkiveret fra originalen 13. august 2012. (ubestemt) 
13. ↑ Stefan Berka. Unicos operativsystem (utilgængeligt link) . www.operating-system.org. Hentet 19. november 2010. Arkiveret fra originalen 13. august 2012. (ubestemt) 
14. ↑ Mit liv og fri software . Hentet 4. juli 2011. Arkiveret fra originalen 7. maj 2017. (ubestemt)
15. ↑ John Siracusa . Mac OS X 10.6 Snow Leopard: Ars Technica-anmeldelsen (utilgængeligt link) 5. Ars Technica. Dato for adgang: 6. september 2009. Arkiveret fra originalen 13. august 2012. (ubestemt) 
16. ↑ Skift til 64 bit  // Chip  : log. - 2010. - 18. november ( nr. 12 ). - S. 116-121 . — ISSN 1609-4212 . (Russisk)
17. ↑ Eldar Kudinov. Er 64 bit dobbelt så godt som 32 bit?  // ComputerBild  : log. - 2011. - 6. september ( nr. 21 (144) ). - S. 62-65 . — ISSN 2308-815X . (Russisk)
18. ↑ ARM Architecture Reference Manual ARMv8, til ARMv8-A arkitekturprofil . Hentet 24. august 2018. Arkiveret fra originalen 19. januar 2019. (ubestemt)

Links

• 64-bit programmeringsmodeller: Hvorfor LP64?  (Engelsk)
• AMD64 (EM64T) arkitektur  (utilgængeligt link)  (engelsk)
• Alt om "64-bit"  (russisk)

computer arkitektur
maskinord	1 bit 2 bit 4 bit 8 bit 12 bit 16 bit 18 bit 24 bit 26 bit 28 bit 31 bit 32 bit 36 bit 45 bit 48 bit 60 bit 64 bit 128 bit 256 bit 512 bit
Applikations software	8 bit 16 bit 32 bit 64 bit
Flydende komma præcision	16 (× ½) 32 (×1) 40 64 (×2) 80 128 (×4) 256 (×8)
Flydende komma decimal præcision	32 64 128

Digitale processorteknologier
Arkitektur	Harvard Von Neumann TTA
Instruktionssæt arkitektur	ASIP KANT REJSER EPISK CISC DIVERSE NISC URISC RISC VLIW ZISC
maskinord	8 bit 16 bit 32 bit 64 bit 128 bit 256 bit 512 bit
Parallelisme	Transportør Transportør Ekstraordinær udførelse Registrer omdøbning Spekulativ henrettelse overgangsforudsigelse Forudhentning af kode Niveauer Bit instruktioner Superskalar Data opgaver vandløb Multithreading Supertrådning Samtidig multithreading hyperthreading Hardware virtualisering Flynn klassifikation SISD SIMD MISD MIMD
Implementeringer	DSP GPU SoC PPU Vektor matrix Matematisk coprocessor Mikroprocessor mikrocontroller tromle processor netværk neurale Vision Processor Google Tensor-processor TrueNorth
Komponenter	tøndeskifter FPU BSB MMU TLB Kontrolenhed ALU Demultiplekser Multiplekser Mikrokode Ur frekvens Ramme Cache Processor cache Registre register fil register vindue Flagregister indeksregister Kommandotæller Batteri
Strømstyring	APM ACPI Urport Drossel Dynamisk spændingsændring