از پردازنده های 64 و 32 بیتی چه میدانید ؟ / تفاوتها و خصوصیات
محدودیتی که در دامنه پردازش های ۳۲بیتی وجود دارد، همواره باعث کندشدن سرعت انجام عملیات پیچیده و سنگین اطلاعاتی در سیستم های مختلف می گردد. به همین منظور بسیاری از شرکت های سازنده نرم افزار و خصوصاً آن هایی که در زمینه سیستم عامل فعالیت دارند از دیرباز رقابتی را برای تحت پوشش قراردادن تعداد زیادتریCPU و مقدار بیشتری حافظهRAM نسبت به یکدیگر آغاز کرده اند.
به عنوان مثال رقابتی که بین ویندوز ۲۰۰۰سرور با سولاریس یا انواع یونیکس و لینوکس بر سر امکان استفاده از ۸یا ۱۶تا ۳۲پردازنده به همراه چند گیگابایت حافظهRAM و امثال آن وجود داشت همواره یکی از جالب ترین و پرسروصداترین زمینه رقابت بین چند سیستم عامل به شمار می رفت. اما همه این عوامل چندی پیش تحت الشعاع واژه جدیدی به نام پردازش ۶۴بیتی قرار گرفت.
این فناوری جدید که به لطف به بازار آمدن دو محصول جدید از دو شرکت معتبر سازنده پردازنده یعنی اینتل وAMD شکل گرفت، در مدت کوتاهی توانست توجه سازندگان سیستم عامل را به شدت معطوف کارایی بی نظیر خود کند. پردازنده هایXeon و ایتانیوم از سوی اینتل و پردازندهOpteron از طرف AMDدر مدت کوتاهی توجه تمام سازندگان مشهور سرورهایEnterprise و همچنین تولیدکنندگان سیستم عامل را به خود جلب کرد. در این میان مایکروسافت نیز بلافاصله اقدام به طراحی نسخه ای از ویندوز ۲۰۰۳سرور برمبنای انجام پردازش های ۶۴بیتی و با استفاده از پردازنده های جدید نمود. این نسخه جدید ۶۴بیتی از چند نظر بر نسخه پیشین خود برتری داشت.
اول این که از میزان حافظه فیزیکی و مجازی بیشتری پشتیبانی می کند.
دوم این که در مقایسه با نسخه ۳۲بیتی از کارایی و سرعت بالاتری در مدیریت حافظه، رجیسترها و عملیاتO/I برخوردار است.
نکته سوم در مورد امنیت است. نسخه ۶۴بیتی قابلیت محافظت بیشتری در برابر کدهای مخرب(Malicious Code) از خود نشان می دهد.
طبق پیش بینی های انجام گرفته تا پایان سال ۲۰۰۵میلادی کلیه کامپیوترهایی که قرار است نقش سرور را در مراکز بزرگ اقتصادی داشته باشند به سمت ریزپردازنده و سیستم عامل ۶۴بیتی سوق پیدا خواهند کرد. همین پیش بینی حاکی از تمایل شدید کامپیوترهای دسکتاپ به سمت استفاده از تکنولوژی ۶۴بیتی تا پایان سال ۲۰۰۶میلادی است. براین اساس به تدریج نه فقط سازندگان سیستم عامل مثل مایکروسافت سیستم عامل ۶۴بیتی مختص کامپیوترهای دسکتاپ(Windows XP ۴۶bit) را به بازار عرضه می کنند، بلکه سایر تولیدکنندگان نرم افزارهای مختلف هم با وارد شدن به دنیای پردازش های ۶۴بیتی، کارایی و سرعت جدیدی را به کاربران خود ارائه می دهند.
● مقایسه
در یک سیستم عامل ۳۲بیتی مثل نسخه های ۳۲بیتی ویندوز ۲۰۰۳از یک حافظه مجازی(Virtual memory) برای انجام پردازش های مختلف استفاده می شود. این حافظه مجازی که حداکثر ۴گیگابایت می تواند ظرفیت داشته باشد به دو قسمت تقسیم می شود. یک قسمت ۲گیگابایتی آن به وسیله برنامه در حال اجرا اشغال شده و ۲گیگابایت دیگر در اختیار سیستم عامل قرار می گیرد. تا اینجا همه چیز بسیار عادی به نظر می رسد اما مشکل زمانی پیش می آید که ۲گیگابایت سهم برنامه های در حال اجرا به مرز پرشدن نزدیک می شود. به عنوان مثال یک بانک اطلاعاتیSQL Server را در نظر بگیرید که برای اتصال هر کاربر به سرور و انجام عملیات موردنظر وی ۲۰مگابایت حافظه مجازی را در نظر می گیرد. با رسیدن تعداد کاربران به مرز یکصد نفر، کل حافظه مجازی ۲گیگابایتی در اختیارSQL Server قرار می گیرد و این به معنای نزدیک شدن سیستم به یک نقطه بحرانی در عملیات سرویس دادن به کاربران است. در نسخه های ۳۲بیتی یکی از راه هایی که برای این مسأله در نظر گرفته می شد، اختصاص ۳گیگابایت از حافظه مجازی به برنامه های درحال اجرا بود. این روش که با استفاده از دستکاری در فایلboot.ini انجام می گرفت، یک گیگابایت از حافظه مجازی در اختیار سیستم عامل را به سهمیه حافظه مجازی برنامه های در حال اجرا واگذار می کرد و تا حدودی مشکل کمبود حافظه مجازی را رفع می کرد. اما خود این عمل هم عوارض جانبی خاص خود را دارد و آن محدود شدن کرنل سیستم عامل به یک گیگابایت حافظه مجازی برای انجام عملیات cache است.
این محدود شدن باعث افت سرعت انتقال اطلاعات از سرور به کلاینت ها می شود. ضمن این که باز هم در نهایت با زیادترشدن تعداد کاربران یا پردازش های موردنظر آنان، این ۱گیگابایت الحاق شده نیز به مرز اشتغال شدن کامل نزدیک می شود و مدیران سیستم را به ناچار مجبور به افزایش تعداد سرورها برای رفع مشکل می کند. با آمدن ویندوز ۲۰۰۳نسخه ۳۲بیتی، قدرت آدرس دهی سیستم عامل برای حافظه های فیزیکی(RAM) به ۳۲گیگابایت برای نسخهEnterprise و ۶۴گیگابایت در نسخهDataCenter افزایش یافت و این به معنای نیاز کمتر سیستم به استفاده از حافظه مجازی و در نتیجه کمتر شدن مشکل مربوط به محدودیت حافظه های مجازی بود. اما به هر حال استفاده از حافظه مجازی برای پردازش اطلاعات امری گریزناپذیر است و به همین دلیل توجه سازندگان سیستم عامل همواره معطوف به پیدا کردن راه حلی برای عبور از این مشکل بود.
سرانجام با مطرح شدن و تولد سیستم عامل ۶۴بیتی ویندوز ۲۰۰۳که با استفاده از قدرت پردازنده های ۶۴بیتی جدید قادر بود از یک سیستم آدرس دهی ۴۰بیتی استفاده کند، میزان حافظه مجازی قابل دسترسی سیستم از ۴گیگابایت به ۴۰ ۲یعنی ۱۶ترابایت (هزار گیگابایت) افزایش یافت. بدین ترتیب ۸ترابایت از این ظرفیت در اختیار برنامه های در حال اجرا و ۸ترابایت دیگر در اختیار سیستم عامل قرار گرفت.
مهم ترین سؤالی که در این جا می توانست مطرح شود این است که آیا برنامه های سابق محیط ۳۲بیتی که برای استفاده از حداکثر ۳گیگابایت حافظه مجازی کامپایل شده اند قادر به بهره بردن از این ۸ترابایت فضای جدید هستند یا خیر. پاسخ این سؤال هم می تواند مثبت باشد و هم منفی. بدین صورت که برخی برنامه های کامپایل شده در محیط های ۳۲بیتی که به صورت صریح قدرت استفاده از حداکثر ۳گیگابایت حافظه مجازی را دارند، با ورود به محیط ۶۴بیتی هیچ تغییری را احساس نخواهند کرد. اما برخی دیگر که با تکنولوژیLarge Address ware کامپایل شده اند قادر خواهند بود تا ۴گیگابایت از حافظه مجازی را در محیط جدید مورد استفاده قرار دهند. از لحاظ سرعت انجام عملیات نیز برخی برنامه های کامپایل شده در محیط ۳۲بیتی (مثلاً برنامه های نوشته شده باASP.NET که از تکنولوژیMultithreading برای اجرای موازی چند دستورالعمل در آن واحد استفاده می کنند)، به دلیل قدرت بی نظیر پردازنده های ۶۴بیتی در انجام این کار می توانند از مزایای محیط جدید اجرا استفاده کرده و سرعت اجرای خود را افزایش دهند. اما اگر برنامه ای (مثلاً یک فایلExe) در محیط توسعه ای مثل ویژوال بیسیک نسخه ششم برای دسترسی به یک پایگاه داده و کار با آن بدون استفاده از مکانیسم پردازشی موازی و به صورت ساده نوشته شده باشد، این برنامه حتی اگر برروی یک سرور ۶۴بیتی هم اجرا شود نمی تواند از قابلیت های محیط جدید سودی ببرد.
بنابراین اگر قرار است این برنامه روی کلاینت نصب شده و پایگاه داده موردنظر کهSQL Server است روی یک سرور باشد، بهتر آن است که کلاینت در همان وضعیت ۳۲بیتی باقی بماند و سرور به نسخه ۶۴بیتی ویندوز ۲۰۰۳ارتقاء داده شود. در این صورت موتور بانک اطلاعاتیSQL Server که در تمام نسخه های خود از شیوهMultithreading برای انجام دستورات موردنظر کاربران استفاده می کند، می تواند در محیط جدید با سرعت بهتری فرامین رسیده از طرف کلاینت ها را پردازش کرده و نتیجه را سریع تر به آن ها برگرداند و کارایی کلی این سیستم بانک اطلاعاتی را به نحو مطلوبی افزایش دهد.
