چرا ما هنوز نیازی به کامپیوترهای 128 بیتی نداریم؟

انتقال از 32 بیتی به 64 بیتی برای پزدازنده های مصرف کننده بسیار بزرگ بود و قبل از آن، رقابت برای افزودن بیت های بیشتر داغ بود، اما در دو دهه گذشته، ما به 64 بیت چسبیده ایم. آینده پردازنده ها چیست؟

پردازنده های 32 بیتی در مقابل 64 بیتی

یک پردازنده 32 بیتی می تواند 32 بیت اطلاعات را به طور همزمان پردازش کند، در حالی که یک پردازنده 64 بیتی می تواند 64 بیت را پردازش کند. این باعث می شود پردازنده های 64 بیتی بتوانند اطلاعات بیشتری را به طور همزمان مدیریت کنند که منجر به عملکرد و قابلیت های بهتر می شود.

اکثر رایانه ها و دستگاه های تلفن همراه مدرن از پردازنده های 64 بیتی استفاده می کنند، اما برخی از دستگاه های قدیمی هنوز پردازنده های 32 بیتی دارند، به همین دلیل هنوز سیستم عامل های 32 بیتی وجود دارد. قابل ذکر است که ویندوز 11 نسخه 32 بیتی ندارد و ویندوز 10 آخرین نسخه ای است که از این پردازنده های قدیمی پشتیبانی می کند.

به همین ترتیب، MacOS اپل به طور کامل پشتیبانی از اپلیکیشن های 32 بیتی را کنار گذاشته است، و هر دو پلتفرم اصلی کامپیوتر به ظاهر برای همیشه با 32 بیت خداحافظی می کنند.

اندازه بیت و رم

یک پردازنده 32 بیتی برای مدیریت داده ها در قطعات 32 بیتی طراحی شده، به این معنی که می تواند به 4,294,967,296 (2^32) مکان حافظه جداگانه دسترسی داشته باشد که هر یک آدرس منحصر به فرد دارند. با این حال، حافظه واقعی قابل استفاده در سیستم‌های 32 بیتی اغلب کمتر از 4 گیگابایت است زیرا فضای آدرس حافظه برای سایر دستگاه‌های سخت‌افزاری مانند پردازنده‌های گرافیکی محفوظ است.

به عنوان مثال، اگر پردازنده گرافیکی شما دارای 512 مگابایت VRAM باشد، فقط می توانید 3.5 گیگابایت رم سیستم را آدرس دهی کنید. به طور کلی، پردازنده های 64 بیتی می توانند حافظه بسیار بیشتری نسبت به همتایان 32 بیتی خود آدرس دهی کنند. یک پردازنده 64 بیتی برای مدیریت داده ها در تکه های 64 بیتی طراحی شده که به آن امکان می دهد به 18,446,744,073,709,551,616 (2^64) مکان حافظه جداگانه دسترسی داشته باشد که هر کدام دارای یک آدرس منحصر به فرد هستند.

از نظر تئوری، یک پردازنده 64 بیتی می تواند تا 16 اگزابایت (EB) رم را آدرس دهی کند. در واقع، مقدار رمی که یک پردازنده 64 بیتی می‌تواند به آن بپردازد، توسط سیستم عامل و محدودیت‌های فیزیکی سخت‌افزار رایانه محدود می‌شود. با این وجود، رایانه‌ها و سرورهای مدرن با پردازنده‌های 64 بیتی می‌توانند مقادیر قابل توجهی رم نسبت به سیستم‌های 32 بیتی را در خود جای دهند و بسیاری از سیستم‌ها از صدها گیگابایت یا حتی ترابایت رم پشتیبانی می‌کنند.

چرا پردازنده ها به 64 بیت رفتند؟

برای پاسخگویی به تقاضاهای رو به رشد برای قدرت پردازش بیشتر و آدرس‌پذیری حافظه، معماری پردازنده‌ها از 32 بیتی به 64 بیتی تغییر یافت. کامپیوترها در اوایل دهه 2000 شروع به استفاده از پردازنده های 64 بیتی کردند، اما این پردازنده ها قبلاً برای سرورها و ورک استیشن ها در دهه 1990 در دسترس بودند.

پردازنده های 64 بیتی می توانند حجم زیادی از داده ها را پردازش کنند و به حافظه بسیار بیشتری دسترسی داشته باشند. آنها عملکرد و کارایی بالاتری را در مقایسه با پردازنده های 32 بیتی ارائه می دهند. به همین دلیل است که امروزه اکثر رایانه ها و دستگاه های تلفن همراه از پردازنده های 64 بیتی استفاده می کنند. افزایش تعداد هسته های پردازنده به طور خاص منجر به نیاز اجتناب ناپذیر به ظرفیت رم بیشتر شد.

مزایای اندازه بیت های بالاتر

اندازه بیت بالاتر، دامنه بیشتری از مقادیر عددی را امکان پذیر می کند، که می تواند برای کارهایی که به دقت بالایی نیاز دارند، مانند محاسبات علمی و مالی، مفید باشد. همچنین می توانید امنیت بهبود یافته ای را برای کارهایی مانند رمزگذاری پیاده سازی کنید، زیرا با افزایش اندازه بیت، شکستن کدها چالش برانگیزتر می شود.

بیت‌های بیشتر، پردازنده را قادر می‌سازد تا عملیات پیچیده‌تر و مقادیر بیشتری از داده‌ها را به طور همزمان مدیریت کند و عملکرد و کارایی کلی را بهبود بخشد. اندازه بیت بالاتر همچنین می تواند سازگاری رایانه را با مجموعه داده های بزرگ و برنامه های پیچیده بهبود بخشد. این یک مسئله مهم در یادگیری ماشین و سایر بارهای کاری HPC (محاسبات با عملکرد بالا) است.

چرا ممکن است هرگز به کامپیوترهای 128 بیتی نیاز نداشته باشیم؟

پیش بینی آینده محاسبات عملا غیرممکن است، اما چند دلیل وجود دارد که چرا کامپیوترهای 128 بیتی ممکن است هرگز مورد نیاز نباشند:

• کاهش بازده: با افزایش اندازه بیت پردازنده، بهبود عملکرد و قابلیت ها کمتر قابل توجه است. به عبارت دیگر، بهبود از 64 بیت به 128 بیت، برای مثال، به اندازه رفتن از پردازنده های 8 بیتی به 16 بیتی موثر نیست.
• راه حل های جایگزین: ممکن است راه های جایگزینی برای رفع نیاز به افزایش قدرت پردازش و آدرس دهی حافظه وجود داشته باشد، مانند استفاده از چندین پردازنده یا سخت افزار تخصصی به جای یک پردازنده واحد و بزرگ با اندازه بیت بالا.
• محدودیت های فیزیکی: ممکن است به دلیل محدودیت های تکنولوژیکی یا متریال، ایجاد یک پردازنده 128 بیتی مدرن پیچیده غیرممکن باشد.
• هزینه و منابع: توسعه و ساخت پردازنده‌های 128 بیتی می‌تواند هزینه‌بر و منابع فشرده باشد و تولید انبوه را بی‌سود کند.

در حالی درست است که مزایای انتقال از 64 بیتی به 128 بیتی ممکن است امروز ارزشش را نداشته باشد، اما احتمال دارد اپلیکیشن ها یا فناوری های جدیدی در آینده ظاهر شوند که می توانند توسعه پردازنده های 128 بیتی را افزایش دهند. پیشرفت‌ها در هوش مصنوعی، محاسبات کوانتومی یا سایر فناوری‌هایی که هنوز کشف نشده‌اند ممکن است نیاز به پردازنده‌های قدرتمندتر با اندازه بیت‌های بالاتر را ایجاد کند. آینده فناوری همیشه نامشخص است و آنچه امروز غیر ضروری یا غیرمحتمل به نظر می رسد می تواند در سال های آینده ضروری شود.