Interested Article - 64 бита

64 бита ( англ. 64-bit) в информатике и вычислительной технике используется для обозначения структур и типов данных , размер которых в памяти компьютеров составляет 64 бита, что равно 8 байтам . Архитектуры компьютеров , которые широко используют регистры , адресные шины или шины данных , разрядности 64 бита, называются 64-битными архитектурами (или 64-разрядными архитектурами ).

64-битные архитектуры используются в суперкомпьютерах с 1970-х годов ( Cray-1 , 1975), а в рабочих станциях и серверах с процессорами семейства RISC — с 1990-х годов. С 2003 года широко используются в персональных компьютерах ( x86-64 и PowerPC -64), а с середины 2010-х годов и в мобильных устройствах — смартфонах и планшетах (ARMv8 AArch64).

64-битный регистр способен хранить в себе одно из 2 ⁶⁴ = 18 446 744 073 709 551 616 значений. Процессор с 64-битной адресацией памяти теоретически мог бы напрямую адресовать значительный объём оперативной памяти в 16 эксабайт (16 млн терабайт) памяти. Однако допустимые в реализациях физические и математические адреса часто ограничены значениями 48 бит (256 терабайтов), реже — 52 или 56 битов .

История

64-битные процессоры

1961: IBM создаёт суперкомпьютер IBM 7030 Stretch , использующий 64-битные данные и 32- и 64-битные машинные коды.
1974: Control Data Corporation представляет векторный суперкомпьютер (англ.) (, имеющий 64-разрядные инструкции (предыдущие системы CDC использовали 60 бит для хранения инструкций).
1976: Cray Research создаёт суперкомпьютер Cray-1 , использующий 64-битные машинные коды.
1983: выпустила параллельный минисуперкомпьютер Elxsi 6400, имеющий 64-битные регистры данных и 32-битную систему адресации.
1989: Intel выпустила RISC-процессор Intel i860 . Хотя в рекламных материалах он назывался «64-битным микропроцессором», у него была 32-разрядная архитектура, дополненная блоком «3D Graphics Unit» с 64-битными операциями над целыми числами.
1991: MIPS выпустила первый 64-разрядный микропроцессор R4000 с системой команд MIPS III. Процессор использовался в графических станциях SGI , начиная с . В создают суперкомпьютер KSR1 на базе 64-разрядных процессоров. Использовалась операционная система OSF/1 .
1992: Digital Equipment Corporation (DEC) начал выпуск 64-разрядных процессоров Alpha , развившихся из проекта .
1994: Intel объявляет о планах по созданию совместно с Hewlett-Packard 64-разрядной архитектуры IA-64 для замены IA-32 и PA-RISC . Датой выхода обозначен 1998—1999 года.
1995: Sun начинает выпуск 64-разрядных процессоров SPARC под брендом UltraSPARC . Новая архитектура получает название SPARC v9. . IBM выпускает процессоры PowerPC AS A10 и A30, являющиеся 64-разрядными процессорами архитектуры PowerPC AS. IBM выпускает новые версии серверов AS/400 с этими новыми 64-битными процессорами PowerPC AS.
1996: Nintendo представила игровую консоль Nintendo 64 , построенную на базе дешёвой версии процессора MIPS R4000. HP выпускает 64-разрядную версию архитектуры PA-RISC , процессор .
1997: IBM выпустила линейку 64-разрядных процессоров PowerPC /PowerPC AS.
1998: IBM выпустила процессор POWER3 , являющийся полностью 64-разрядным процессором архитектуры PowerPC/ POWER .
1999: Intel публикует описание набора инструкций архитектуры IA-64. AMD раскрывает описание 64-разрядного расширения архитектуры IA-32, названного x86-64 (позже переименованного в AMD64).
2000: IBM выпустила первый 64-разрядный мейнфрейм с архитектурой z/Architecture : zSeries z900. z/Architecture является 64-разрядным развитием 32-разрядной архитектуры ESA/390 , наследника архитектуры System/360 .
2001: Intel начинает поставки процессоров IA-64 после нескольких задержек. Процессоры выпускаются под брендом Itanium и предназначаются для high-end серверов. Продажи не достигают прогнозируемых объёмов.
2003: AMD представила процессоры Opteron и Athlon 64 с архитектурой AMD64 . Apple выпустила 64-разрядный компьютер «G5» с процессором PowerPC 970 (IBM). Intel заявила, что не собирается выпускать иных 64-разрядных процессоров, кроме Itanium.
2004: Реагируя на рыночный успех AMD64, Intel заявляет о разработке совместимого расширения IA-32e (позже переименованного в EM64T, а затем в Intel 64). Intel начинает поставку обновлённых Xeon и Pentium 4 с поддержкой новых 64-разрядных инструкций.; VIA Technologies объявила о разработке 64-разрядного процессора Isaiah .

2006: Альянс Sony, IBM и Toshiba начал производство 64-разрядного гибридного микропроцессора Cell для PlayStation 3 , серверов и других применений.

2013: Компания Apple выпускает первый в мире смартфон iPhone 5S , работающий на первом серийном 64-битном ARM -процессоре Apple A7 .

64-разрядные операционные системы

1985: Cray выпустила UNICOS , первую 64-разрядную версию ОС Unix .
1993: DEC выпустила Юникс-подобную 64-разрядную ОС DEC OSF/1 AXP для систем с процессорами DEC Alpha (позже ОС переименована в Tru64 UNIX).
1994: Поддержка 64-разрядного MIPS процессора R8000 добавлена компанией Silicon Graphics к ОС IRIX версии 6.0.
1995: DEC выпустила OpenVMS 7.0, первую полностью 64-разрядную версию OpenVMS для Alpha. Подготовлен первый 64-разрядный дистрибутив Linux (для процессоров Alpha).
1996: Поддержка 64-разрядного MIPS процессора добавлена компанией Silicon Graphics к ОС IRIX версии 6.2.
1998: Sun выпускает Solaris 7 с полной поддержкой 64-разрядных процессоров UltraSPARC .
2000: IBM выпустила z/OS , 64-разрядную ОС на базе MVS , для новых мейнфремов zSeries . Чуть позже выпущен 64-разрядный .
2001: Microsoft представила 64-битную версию Windows XP для процессоров Itanium .
2003: Apple выпустила ОС Mac OS X 10.3 «Panther» с поддержкой 64-разрядных целочисленных вычислений для процессоров PowerPC 970 . Несколько дистрибутивов Linux начинают поддержку AMD64 . Microsoft анонсирует планы по созданию версии ОС Windows для AMD64. Поддержка AMD64 появляется в ОС FreeBSD .
2005: 31 января Sun выпустила ОС Solaris 10 с поддержкой AMD64 и EM64T. В апреле Microsoft выпустила « Windows XP Professional x64 Edition » для AMD64 и EM64T.
2007: Apple выпускает Mac OS X 10.5 «Leopard» с полной поддержкой 64-разрядных приложений на PowerPC 970 и EM64T.
2009: Microsoft представила 64-битную версию Windows 7 для процессоров AMD64/Intel 64 .

Современные 64-битные архитектуры

На 2019 год можно назвать следующие популярные 64-битные архитектуры:

Расширение архитектуры x86 , созданное компанией AMD под названием «AMD64», и совместимая с ней « x86-64 »:

Наличие архитектуры AMD64

Архитектуру AMD64 имеют процессоры Athlon 64 , Opteron , Sempron , Turion 64 , Phenom , Athlon II , Phenom II , AMD FX , Ryzen

- Архитектуру EM64T ( Intel 64 ) имеют процессоры Celeron (на базе ядер Core2 и новее), Pentium 4 (только Cedar Mill и поздние Prescott), Pentium D , Xeon (на базе 64-битных ядер), Core 2 , Core i3 , Core i5 , Core i7 и некоторые Atom
- 64-битные расширения VIA Technologies реализованы в VIA Nano
64-битный режим архитектуры ARMv8 , называемый AArch64 :
- ARM , и другие
- Apple A7 и более новые
- Snapdragon Kryo и более новые
64-битная версия архитектуры Power :
- IBM POWER6 , POWER7 и более новые
- IBM PowerPC 970
- S T I процессор Cell и IBM PowerXCell имеют 64-разрядное управляющее ядро.
- IBM « Xenon » (ЦПУ приставки Microsoft Xbox 360 ) содержит 3 64-битных ядра PowerPC.
Архитектура SPARC V9, реализованная в:
- Sun Microsystems UltraSPARC (все варианты), Niagara, OpenSPARC
- Fujitsu SPARC64
IBM z/Architecture , используемая в мейнфреймах zSeries и , 64-битное развитие архитектуры ESA/390
Intel IA-64 ( Itanium )
MIPS Technologies MIPS 64
Реализации в RISC-V наборов команд с названием начинающимся на RV64, например, RV64I, RV64GC (RV64IMAFDC) и другие:
- SiFive FU540
- Kendryte K210
- FADU Annapurna FC3081/FC3082
- Alibaba XuanTie 910

Обработка изображений

В обработке цифровых изображений под 64-битным форматом обычно подразумевают 48-битные цветные изображения (Deep Color), дополненные 16-битным альфа-каналом .

Примечания

(неопр.) 120. Advanced Micro Devices (декабрь 2016). Дата обращения: 24 августа 2018. 13 июля 2018 года.
(неопр.) . Intel (сентябрь 2016). Дата обращения: 24 августа 2018. 24 августа 2018 года.
(неопр.) . Дата обращения: 24 августа 2018. 19 января 2019 года.
(неопр.) . Дата обращения: 24 августа 2018. 30 декабря 2018 года.
(неопр.) . Intel (1989). Дата обращения: 30 ноября 2010. Архивировано из 13 августа 2012 года.
Joe Heinrich: «MIPS R4000 Microprocessor User’s Manual, Second Edition», 1994, MIPS Technologies, Inc.
Richard L. Sites: «Alpha AXP Architecture», Digital Technical Journal, Volume 4, Number 4, 1992, Digital Equipment Corporation.
Linley Gwennap: «UltraSparc Unleashes SPARC Performance», Microprocessor Report, Volume 8, Number 13, 3 October 1994, MicroDesign Resources.
J. W. Bishop, et al.: «PowerPC AS A10 64-bit RISC microprocessor», IBM Journal of Research and Development, Volume 40, Number 4, July 1996, IBM Corporation.
Linley Gwennap: «PA-8000 Combines Complexity and Speed», Microprocessor Report, Volume 8, Number 15, 14 November 1994, MicroDesign Resources.
F. P. O’Connell and S. W. White: «POWER3: The next generation of PowerPC processors», IBM Journal of Research and Development, Volume 44, Number 6, November 2000, IBM Corporation.
(неопр.) . VIA Technologies, Inc.. Дата обращения: 18 июля 2007. Архивировано из 13 августа 2012 года.
Stefan Berka. (неопр.) . www.operating-system.org. Дата обращения: 19 ноября 2010. Архивировано из 13 августа 2012 года.
(неопр.) . Дата обращения: 4 июля 2011. 7 мая 2017 года.
. (неопр.) 5. Ars Technica. Дата обращения: 6 сентября 2009. Архивировано из 13 августа 2012 года.
(рус.) // Chip : журнал. — 2010. — 18 ноября (№ 12). — С. 116—121 . — ISSN . 22 августа 2022 года.
Эльдар Кудинов. 64 бита в 2 раза лучше 32 бита? (рус.) // ComputerBild : журнал. — 2011. — 6 сентября (№ 21 (144)). — С. 62—65 . — ISSN .
(неопр.) . Дата обращения: 24 августа 2018. 19 января 2019 года.