64位CPU比32位快一倍吗

64位CPU比32位快一倍吗
CPU比
硬件学堂
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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
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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]。