2024年3月8日发(作者：佘鸿卓)
64位CPU比32位快一倍吗
CPU比
硬件学堂
●●●
@一
随着Intel和AMD两大CPU厂商的激烈竞争,”64位CPU”这个名词早已被众人所熟知,各大Pc厂商也随即推出
了64位的新品整机,但64位的CPU与52位的究竟有什么区别?是否真的像52X2=64这么的简单?
初识”64位”
说起64位,我们就不得不提这个名词——”位”.
众所周知在数字电路和电脑技术中采用二进制,代码
只有”0”和”l”,而在CPU看来,无论”0”还是”l’’
都是一位.那么CPU在同一时间内能一次处理多少位
这样的二进制数,就是我们所说的多少位CPU.简单
的讲,就是从386到现在P4系列的32位CPU,能一次
处理32位二进制数,64位的CPU能处理64位.它的
专用名称叫CPU的字长.
按照8位表示一个英文字符的方法(称为字节),64
位CPU一次可以处理8字节的数据,而32位CPU一次
可以处理4字节的数据.按照这样的理解,那64位CPU
岂不是真的比32位快一倍了?请先别急着下结论,继
续往下看.
64位CPU在硬件上多丫些什么
在揭开大家心中的疑问之前,我们先来看看64位
的CPU.实际上,64位并非什么新玩意,在高端的RISC
(ReducedInstructionSetComputing,精简指令集计算
机)很早就有64位处理器了,只不过这些高端计算机
我们平常是用不到的.大家在电脑城里能购买到的64
位CPU主要是AMD和Intel的产品,我们可以从CPU
的型号非常简单的分辨出来:
Pentium46XX系列中全部都有”EM64T”(这也
是Intel的64位CPU技术的名称)字样,Pentium45XX
系列中则为”5xl”,以后缀为l表示支持EM64T.
CeleronD系列中,使用LGA775封装的产品同时也支
持EM64T;而AMD的64位CPU技术称为”AMD6.4”,
它分为Socket754接口和Socket939接口两种,Athlon
和SemPrOn两个系列,支持64位都有明显标志,如
Athlon64(图1).
不过大家看到的这些都是表面现象,究竟64位的
58’现代计算机)20054-9月利
CPU在硬件结构上比32位的多出什么来了呢?我们肉
眼当然是看不出来的,来看看下面这张对比图(图2),
它是Intel的64位CPU——EM64T的内部部分结构.
白色的部分是原先的X86构架,也就是32位的
CPU,黑色的部分是64位CPU比32位多出来的东东.
从图中我们可以看到SSE,GPR两个部分.
其中SSE和GPR都是CPU的寄存器.所谓寄存器,
其实就是CPU内部用来暂时创建和存储CPU运算结果
的地方,相当于一个中转站.也就是说寄存器的数量越
大,这个”中转站”就越大,那么其吞吐量就越大.
EM64T在32位的基础上,增加了R8～Rl5一共8个GPR
寄存器,xMM8～XMM15一共8个SSE寄存器.这样
硬件学堂****************让SSE和GPR寄存器的数量都达到了l6个.
AMD64跟EM64T的情况基本雷同,同样是增加了
8个GPR寄存器和8个SSE寄存器.其中新增的SSE寄
存器,将为3D建模,矢量分析和虚拟现实的实现提供
了硬件基础,增强CPU的多媒体性能.
64位CPU运行时有何区别
既然64位CPU在硬件构成上比32位多出了那么
多,那多出的这些东东如何体现64位的优势呢?我们
再来看一张图,这是一张CPU运行的原理简图(图3).
从图中我们可以看到,CPU从内存中获得的数据
和要对这些数据进行的操作最终要靠ALU(执行单元)
来进行运算.指令和数据都将被读取到ALu中,而这
个读取的过程64位CPU和32位CPU表现得有所差异:
跟32位CPU相比,64位CPU的指令宽度并没有改
变,只是增大了通用寄存器和数据通道的宽度一一可以
一
次传输和运算64位的数据.由于指令宽度没有改变,
64位不可能带来两倍的计算速度,但性能是明显提升
的.
打个不太恰当的比喻,这就跟硬盘的缓存类似,一
块硬盘的缓存从2MB提高到8MB,你就能说它的性能
提高了4倍么?这就像我们的身体一样,由于血管的加
粗,每次血液携氧量的增加,就会给我们提供更好的机
能,跑步也就不会像以前那样气喘吁吁了.
64位CPU有何优势
首先,支持更大的内存寻址空间,也就是说如果你
钱多,可以买更大的内存来用.32位下最多只能使用
4GB内存,而64位CPU在理论上内存访问空间可以达
到l0万TB(2的64次方),基本上可以称为无限大了.
其次,随着广大用户的数据量在不断增长,从高分
辨率的海量数码照片,到高清视频,还有需要使用更多
显存的大型3D游戏.无一不需要一个能同时处理更多
数据的CPU核心.
比如,Crytek推出的孤岛惊魂(Farcry)是最先支
持64位的游戏.在支持64位的游戏中我们看到,系统
能够负担更多的渲染工作,这也使得游戏画面的细节更
加丰富和画质得到提高(图4).
64位的CPU还需要64位的操作系统的才能发挥更
大的性能优势,在界面上,64位的系统基本继承了32
位系统的风
格,并重写的
基本的64位驱
动程序,以满
足大部分硬件
的需求.作为
过渡,64位操
作系统依然可
以兼容32位的
应用程序(图5).
软件应用方面,大多数32位的应用程序都可以安
装使用,并在任务管理器中能分别出32位和64位的应
用程序,并加以标记.但像RealPlayer等一些软件,出
现可以安装,不能使用,或者根本就不能安装的现象.
总结
对于长期使用52位系统并有[标签:快照]
2024年3月8日发(作者：佘鸿卓)
64位CPU比32位快一倍吗
CPU比
硬件学堂
●●●
@一
随着Intel和AMD两大CPU厂商的激烈竞争,”64位CPU”这个名词早已被众人所熟知,各大Pc厂商也随即推出
了64位的新品整机,但64位的CPU与52位的究竟有什么区别?是否真的像52X2=64这么的简单?
初识”64位”
说起64位,我们就不得不提这个名词——”位”.
众所周知在数字电路和电脑技术中采用二进制,代码
只有”0”和”l”,而在CPU看来,无论”0”还是”l’’
都是一位.那么CPU在同一时间内能一次处理多少位
这样的二进制数,就是我们所说的多少位CPU.简单
的讲,就是从386到现在P4系列的32位CPU,能一次
处理32位二进制数,64位的CPU能处理64位.它的
专用名称叫CPU的字长.
按照8位表示一个英文字符的方法(称为字节),64
位CPU一次可以处理8字节的数据,而32位CPU一次
可以处理4字节的数据.按照这样的理解,那64位CPU
岂不是真的比32位快一倍了?请先别急着下结论,继
续往下看.
64位CPU在硬件上多丫些什么
在揭开大家心中的疑问之前,我们先来看看64位
的CPU.实际上,64位并非什么新玩意,在高端的RISC
(ReducedInstructionSetComputing,精简指令集计算
机)很早就有64位处理器了,只不过这些高端计算机
我们平常是用不到的.大家在电脑城里能购买到的64
位CPU主要是AMD和Intel的产品,我们可以从CPU
的型号非常简单的分辨出来:
Pentium46XX系列中全部都有”EM64T”(这也
是Intel的64位CPU技术的名称)字样,Pentium45XX
系列中则为”5xl”,以后缀为l表示支持EM64T.
CeleronD系列中,使用LGA775封装的产品同时也支
持EM64T;而AMD的64位CPU技术称为”AMD6.4”,
它分为Socket754接口和Socket939接口两种,Athlon
和SemPrOn两个系列,支持64位都有明显标志,如
Athlon64(图1).
不过大家看到的这些都是表面现象,究竟64位的
58’现代计算机)20054-9月利
CPU在硬件结构上比32位的多出什么来了呢?我们肉
眼当然是看不出来的,来看看下面这张对比图(图2),
它是Intel的64位CPU——EM64T的内部部分结构.
白色的部分是原先的X86构架,也就是32位的
CPU,黑色的部分是64位CPU比32位多出来的东东.
从图中我们可以看到SSE,GPR两个部分.
其中SSE和GPR都是CPU的寄存器.所谓寄存器,
其实就是CPU内部用来暂时创建和存储CPU运算结果
的地方,相当于一个中转站.也就是说寄存器的数量越
大,这个”中转站”就越大,那么其吞吐量就越大.
EM64T在32位的基础上,增加了R8～Rl5一共8个GPR
寄存器,xMM8～XMM15一共8个SSE寄存器.这样
硬件学堂****************让SSE和GPR寄存器的数量都达到了l6个.
AMD64跟EM64T的情况基本雷同,同样是增加了
8个GPR寄存器和8个SSE寄存器.其中新增的SSE寄
存器,将为3D建模,矢量分析和虚拟现实的实现提供
了硬件基础,增强CPU的多媒体性能.
64位CPU运行时有何区别
既然64位CPU在硬件构成上比32位多出了那么
多,那多出的这些东东如何体现64位的优势呢?我们
再来看一张图,这是一张CPU运行的原理简图(图3).
从图中我们可以看到,CPU从内存中获得的数据
和要对这些数据进行的操作最终要靠ALU(执行单元)
来进行运算.指令和数据都将被读取到ALu中,而这
个读取的过程64位CPU和32位CPU表现得有所差异:
跟32位CPU相比,64位CPU的指令宽度并没有改
变,只是增大了通用寄存器和数据通道的宽度一一可以
一
次传输和运算64位的数据.由于指令宽度没有改变,
64位不可能带来两倍的计算速度,但性能是明显提升
的.
打个不太恰当的比喻,这就跟硬盘的缓存类似,一
块硬盘的缓存从2MB提高到8MB,你就能说它的性能
提高了4倍么?这就像我们的身体一样,由于血管的加
粗,每次血液携氧量的增加,就会给我们提供更好的机
能,跑步也就不会像以前那样气喘吁吁了.
64位CPU有何优势
首先,支持更大的内存寻址空间,也就是说如果你
钱多,可以买更大的内存来用.32位下最多只能使用
4GB内存,而64位CPU在理论上内存访问空间可以达
到l0万TB(2的64次方),基本上可以称为无限大了.
其次,随着广大用户的数据量在不断增长,从高分
辨率的海量数码照片,到高清视频,还有需要使用更多
显存的大型3D游戏.无一不需要一个能同时处理更多
数据的CPU核心.
比如,Crytek推出的孤岛惊魂(Farcry)是最先支
持64位的游戏.在支持64位的游戏中我们看到,系统
能够负担更多的渲染工作,这也使得游戏画面的细节更
加丰富和画质得到提高(图4).
64位的CPU还需要64位的操作系统的才能发挥更
大的性能优势,在界面上,64位的系统基本继承了32
位系统的风
格,并重写的
基本的64位驱
动程序,以满
足大部分硬件
的需求.作为
过渡,64位操
作系统依然可
以兼容32位的
应用程序(图5).
软件应用方面,大多数32位的应用程序都可以安
装使用,并在任务管理器中能分别出32位和64位的应
用程序,并加以标记.但像RealPlayer等一些软件,出
现可以安装,不能使用,或者根本就不能安装的现象.
总结
对于长期使用52位系统并有[标签:快照]