64 bitů

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 8. února 2021; kontroly vyžadují 13 úprav .

64 bitů ( angl.  64-bit ) v informatice a výpočetní technice se používá k označení struktur a datových typů , jejichž velikost v paměti počítače je 64 bitů, což se rovná 8 bytům . Počítačové architektury , které široce využívají registry , adresové sběrnice nebo datové sběrnice široké 64 bitů, se označují jako 64bitové architektury (neboli 64bitové architektury ).

64bitové architektury se používají v superpočítačích od 70. let ( Cray-1 , 1975) a v pracovních stanicích a serverech s procesory RISC  od 90. let. Od roku 2003 jsou široce používány v osobních počítačích ( x86-64 a PowerPC - 64) a od poloviny roku 2010 v mobilních zařízeních - chytrých telefonech a tabletech (ARMv8 AArch64).

64bitový registr může uložit jednu z 264 = 18446744073709551616 hodnot. Procesor s 64bitovým adresováním paměti by teoreticky mohl přímo adresovat značné množství 16 exabajtů (16 milionů terabajtů) paměti. Fyzické a matematické adresy povolené v implementacích jsou však často omezeny na 48 bitů (256 terabajtů), méně často 52 nebo 56 bitů [1] [2] [3] [4] .

Historie

64bitové procesory

1961 IBM staví superpočítač IBM 7030 Stretch pomocí 64bitových dat a 32bitových a 64bitových strojových kódů. 1974 Control Data Corporation představuje vektorový superpočítač CDC STAR-100, který má 64bitové instrukce (předchozí systémy CDC používaly k ukládání instrukcí 60 bitů). 1976 Cray Research staví superpočítač Cray-1 pomocí 64bitových strojových kódů. 1983 Elxsi vydala paralelní mini-superpočítač Elxsi 6400 , který má 64bitové datové registry a 32bitový adresní systém. 1989 Společnost Intel vydala procesor Intel i860 RISC . Přestože byl v propagačních materiálech označován jako „64bitový mikroprocesor“, měl 32bitovou architekturu, doplněnou o „3D grafickou jednotku“ s 64bitovými celočíselnými operacemi. [5] 1991 MIPS vydal první 64bitový mikroprocesor, R4000, s instrukční sadou MIPS III. [6] Procesor se v grafických stanicích SGI používá již od IRIS Crimson . Kendall Square Research vytváří superpočítač KSR1 založený na 64bitových procesorech. Byl použit operační systém OSF/1 . 1992 Společnost Digital Equipment Corporation (DEC) uvedla na trh 64bitové procesory Alpha , které se vyvinuly z projektu PRISM . [7] 1994 Intel oznámil plány na vytvoření 64bitové architektury IA-64 s Hewlett-Packard , která nahradí IA-32 a PA-RISC . Datum vydání je 1998-1999. 1995 Sun uvádí na trh 64bitové procesory SPARC pod značkou UltraSPARC . Nová architektura se nazývá SPARC v9. [8] . IBM uvádí na trh procesory PowerPC AS A10 a A30, což jsou 64bitové procesory architektury PowerPC AS. [9] IBM vydává nové verze serverů AS/400 s těmito novými 64bitovými procesory PowerPC AS. 1996 Nintendo představilo herní konzoli Nintendo 64 postavenou na bázi levné verze procesoru MIPS R4000. Společnost HP vydává 64bitovou verzi architektury PA-RISC , procesor PA-8000 . [deset] 1997 IBM vydala řadu RS64 64bitových procesorů PowerPC / PowerPC AS. 1998 IBM vydala procesor POWER3 , což je plně 64bitový procesor architektury PowerPC/ POWER . [jedenáct] 1999 Intel publikuje popis instrukční sady architektury IA-64. AMD odhaluje 64bitové rozšíření architektury IA-32 nazvané x86-64 (později přejmenované na AMD64). 2000 IBM vydala první 64bitový sálový počítač z/Architecture : zSeries z900. z/Architecture je 64bitová evoluce 32bitové architektury ESA/390 , nástupce architektury System/360 . 2001 Intel začíná dodávat procesory IA-64 po několika zpožděních. Procesory jsou vyráběny pod značkou Itanium a jsou určeny pro high-end servery. Prodeje nedosahují předpokládaných objemů. 2003 AMD představilo procesory Opteron a Athlon 64 s architekturou AMD64 . Apple vydal 64bitový počítač „G5“ s procesorem PowerPC 970 (IBM). Intel uvedl, že nemá v úmyslu uvolňovat jiné 64bitové procesory než Itanium. 2004 V reakci na tržní úspěch AMD64 Intel oznamuje vývoj kompatibilního rozšíření IA-32e (později přejmenovaného na EM64T a poté na Intel 64). Intel začíná dodávat aktualizované Xeony a Pentium 4 s podporou nových 64bitových instrukcí. Společnost VIA Technologies oznámila vývoj 64bitového procesoru Isaiah . [12] 2006 Aliance Sony, IBM a Toshiba zahájila výrobu 64bitového hybridního mikroprocesoru Cell pro PlayStation 3 , servery a další aplikace. 2013 Apple uvádí na svět první smartphone iPhone 5S běžící na prvním masově vyráběném 64bitovém ARM procesoru Apple A7 .

64bitové operační systémy

1985 Cray vydal UNICOS , první 64bitovou verzi operačního systému Unix . [13] 1993 DEC vydal 64bitový DEC OSF/1 AXP podobný Unixu pro systémy s procesory DEC Alpha (později přejmenovaný na Tru64 UNIX). 1994 Podpora pro 64bitový procesor MIPS R8000 byla přidána společností Silicon Graphics do IRIX OS verze 6.0. 1995 DEC vydal OpenVMS 7.0, první plně 64bitovou verzi OpenVMS pro Alpha. Připravena první 64bitová distribuce Linuxu ( pro procesory Alpha). [čtrnáct] 1996 Podpora pro 64bitový procesor MIPS R4000 byla přidána společností Silicon Graphics do IRIX OS verze 6.2. 1998 Sun vydává Solaris 7 s plnou podporou 64bitových procesorů UltraSPARC . 2000 IBM vydala z/OS , 64bitový operační systém založený na MVS , pro nové sálové počítače zSeries . O něco později byl vydán 64bitový Linux pro zSeries . 2001 Společnost Microsoft představila 64bitovou verzi systému Windows XP pro procesory Itanium . 2003 Apple vydal Mac OS X 10.3 „Panther“ s podporou 64bitových celých čísel pro procesory PowerPC 970 . [15] Několik linuxových distribucí začíná podporovat AMD64 . Microsoft oznámil plány na vytvoření AMD64 verze operačního systému Windows . V OS FreeBSD se objevuje podpora AMD64 . 2005 31. ledna Sun vydal Solaris 10 OS s podporou AMD64 a EM64T. V dubnu společnost Microsoft vydala " Windows XP Professional x64 Edition " pro AMD64 a EM64T. 2007 Apple vydává Mac OS X 10.5 "Leopard" s plnou podporou 64bitových aplikací na PowerPC 970 a EM64T. 2009 Microsoft představil 64bitovou verzi Windows 7 pro procesory AMD64/Intel 64 [16] [17] .

Moderní 64bitové architektury

Pro rok 2019 lze jmenovat následující populární 64bitové architektury:

• Rozšíření architektury x86 vytvořené společností AMD pod názvem „AMD64“ a kompatibilní s „ x86-64 “:

Dostupnost architektury AMD64

Procesory Athlon 64 , Opteron , Sempron , Turion 64 , Phenom , Athlon II , Phenom II , AMD FX , Ryzen mají architekturu AMD64

• • Architektura EM64T ( Intel 64 ) má procesory Celeron (založené na Core2 a novějších jádrech), Pentium 4 (pouze Cedar Mill a později Prescott), Pentium D , Xeon (založené na 64bitových jádrech), Core 2 , Core i3 , Core i5 , Core i7 a nějaký Atom
  • 64bitová rozšíření VIA Technologies implementovaná ve VIA Nano
• Režim 64bitové architektury ARMv8 , nazývaný AArch64 [18] :
  • ARM Cortex-A53 , Cortex-A57 a další
  • Apple A7 a novější
  • Snapdragon Kryo a novější
• 64bitová verze architektury Power :
  • IBM POWER6 , POWER7 a novější
  • IBM PowerPC 970
  • S T I Procesor Cell a IBM PowerXCell mají 64bitové řídicí jádro.
  • IBM " Xenon " ( Microsoft Xbox 360 set- top box CPU ) obsahuje 3 64bitová jádra PowerPC.
• Architektura SPARC V9 implementovaná v :
  • Sun Microsystems UltraSPARC (všechny varianty), Niagara, OpenSPARC
  • Fujitsu SPARC64
• IBM z/Architecture , používaná v sálových počítačích zSeries a System z9 , 64bitová evoluce architektury ESA/390
• Intel IA-64 ( Itanium )
• Technologie MIPS MIPS 64
• Implementace RISC-V sad instrukcí s názvy začínajícími RV64, jako je RV64I, RV64GC (RV64IMAFDC) a další:
  • SiFive FU540
  • Kendryte K210
  • FADU Annapurna FC3081/FC3082
  • Alibaba XuanTie 910

Zpracování obrazu

V digitálním zpracování obrazu 64bitový formát obvykle znamená 48bitové barevné obrázky (Deep Color) doplněné 16bitovým alfa kanálem .

Poznámky

1. ↑ AMD64 Programmer's Manual Volume 2: System Programming 120. Advanced Micro Devices (prosinec 2016). Získáno 24. 8. 2018. Archivováno z originálu 13. 7. 2018. (neurčitý)
2. ↑ Intel 64 and IA-32 Architectures Software Developer's Manual Volume 3A: System Programming Guide, Part 1 . Intel (září 2016). Získáno 24. 8. 2018. Archivováno z originálu 24. 8. 2018. (neurčitý)
3. ↑ ARM Architecture Reference Manual ARMv8, pro profil architektury ARMv8-A . Získáno 24. srpna 2018. Archivováno z originálu 19. ledna 2019. (neurčitý)
4. ↑ Dokumentace – Arm Developer . Staženo 24. 8. 2018. Archivováno z originálu 30. 12. 2018. (neurčitý)
5. ↑ 64bitový mikroprocesor i860 (nedostupný odkaz) . Intel (1989). Získáno 30. listopadu 2010. Archivováno z originálu 13. srpna 2012. (neurčitý) 
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, svazek 4, číslo 4, 1992, Digital Equipment Corporation.
8. ↑ Linley Gwennap: "UltraSparc Unleashes SPARC Performance", Microprocessor Report, Volume 8, Number 13, 3 October 1994, MicroDesign Resources.
9. ↑ JW Bishop a kol.: "PowerPC AS A10 64bitový RISC mikroprocesor", IBM Journal of Research and Development, Volume 40, Number 4, July 1996, IBM Corporation.
10. ↑ Linley Gwennap: "PA-8000 Combines Complexity and Speed", Microprocessor Report, Volume 8, Number 15, 14 November 1994, MicroDesign Resources.
11. ↑ FP O'Connell a SW White: "POWER3: Nová generace procesorů PowerPC", IBM Journal of Research and Development, Volume 44, Number 6, November 2000, IBM Corporation.
12. ↑ VIA odhaluje podrobnosti o nové generaci procesorového jádra Isaiah (nedostupný odkaz) . VIA Technologies, Inc. Získáno 18. července 2007. Archivováno z originálu 13. srpna 2012. (neurčitý) 
13. ↑ Štefan Berka. Operační systém Unicos (nedostupný odkaz) . www.operating-system.org. Získáno 19. listopadu 2010. Archivováno z originálu 13. srpna 2012. (neurčitý) 
14. ↑ Můj život a svobodný software . Získáno 4. července 2011. Archivováno z originálu 7. května 2017. (neurčitý)
15. ↑ John Siracusa . Mac OS X 10.6 Snow Leopard: recenze Ars Technica (nedostupný odkaz) 5. Ars Technica. Datum přístupu: 6. září 2009. Archivováno z originálu 13. srpna 2012. (neurčitý) 
16. ↑ Přepnutí na 64 bitů  // Čip  : log. - 2010. - 18. listopadu ( č. 12 ). - S. 116-121 . — ISSN 1609-4212 . (Ruština)
17. ↑ Eldar Kudinov. Je 64 bit dvakrát lepší než 32 bit?  // ComputerBild  : log. - 2011. - 6. září ( č. 21 (144) ). - S. 62-65 . — ISSN 2308-815X . (Ruština)
18. ↑ ARM Architecture Reference Manual ARMv8, pro profil architektury ARMv8-A . Získáno 24. srpna 2018. Archivováno z originálu 19. ledna 2019. (neurčitý)

Odkazy

• 64bitové programovací modely: Proč LP64?  (Angličtina)
• Architektura AMD64 (EM64T)  (nedostupný odkaz)  (anglicky)
• Vše o "64-bit"  (ruština)

počítačová architektura
strojové slovo	1 bit 2 bit 4 bit 8 bitů 12 bitů 16 bit 18 bit 24 bitů 26 bit 28 bit 31 bit 32 bit 36 bit 45 bitů 48 bit 60 bitů 64 bit 128 bit 256 bit 512 bit
Aplikační software	8 bitů 16 bit 32 bit 64 bit
Přesnost s plovoucí desetinnou čárkou	16 (× ½) 32 (×1) 40 64 (×2) 80 128 (×4) 256 (×8)
Přesnost v plovoucí desetinné čárce	32 64 128

Technologie digitálních procesorů
Architektura	Harvard Von Neumann TTA
Architektura instrukční sady	ASIP OKRAJ VÝLETY EPICKÉ CISC RŮZNÉ NISC URISC RISC VLIW ZISC
strojové slovo	8 bitů 16 bit 32 bit 64 bit 128 bit 256 bit 512 bit
Rovnoběžnost	Dopravník Dopravník Mimořádné provedení Přejmenování registru Spekulativní provedení prediktor přechodu Předběžné načtení kódu úrovně Bit instrukce Superskalární Data úkoly proudy Vícevláknové zpracování Superthreading Simultánní multithreading hyperthreading Hardwarová virtualizace Flynnova klasifikace SISD SIMD MISD MIMD
Implementace	DSP GPU SoC PPU Vektor matice Matematický koprocesor Mikroprocesor mikrokontrolér bubnový procesor síť neurální Vision Processor Procesor Google Tensor Pravý sever
Komponenty	sudový posunovač FPU BSB MMU TLB Ovládací zařízení ALU Demultiplexor Multiplexer Mikrokód Frekvence hodin Rám Mezipaměti Mezipaměť procesoru Registry registrační soubor registrační okno Registr vlajek indexový registr Počítadlo příkazů baterie
Řízení spotřeby	APM ACPI Hodinová brána Škrcení Dynamická změna napětí