64 بیتی ها چیستند؟

اگر این روزها در فکر خرید یک کامپیوتر، نرم افزار یا سخت افزار کامپیوتری باشید، یا فقط از کنار فروشگاه های عرضه کننده این محصولات بگذرید، حتما با کلمه سیستم عامل 64 بیتی، پردازنده 64 بیتی و یا نرم افزارهای قابل اجرا در یک سیستم عامل 64 بیتی برخورده اید. در اینصورت ممکن است این سئوال برای شما پیش بیاید که مفهوم 64 بیت دقیقا یعنی چه و یک سیستم عامل 64 بیتی چه تفاوتی با نمونه 32 بیتی خود دارد؟

مفهوم 64 بیت یا 32 بیت به شیوه دسته بندی اطلاعات، توسط پردازشگر کامپیوتر برمی گردد. درواقع این اصطلاح در معماری کامپیوتر به آدرس های حافظه یا واحدهای داده ای دیگری اطلاق می شود که 64 بیتی یا 8 اوکتتی (8 octet) هستند. از نظر مفاهیم معماری کامپیوتر 64 بیت را به این شکل می توان معنی کرد:

پردازنده ها به طور معمول از نظر اعداد و ارقام به چند گروه تقسیم می شوند: عدد صحیح (integer)- ممیز شناور (floating point) -SIMD- کنترل و ... . در طراحی های مدرن اصولا از توابع عدد صحیح، برای نشان دادن کارآیی یک پردازشگر استفاده می شود. بنابراین حدود مقدار حافظه به طور مستقیم نشان داده می شود. یعنی کامپیوتری که دارای معماری 64 بیتی است می تواند از هر داده یا آدرسی که 64 بیتی باشد، به طور مستقیم پشتیبانی کند. اما باید بدانیم که این 64 بیت که به طور عدد صحیح در پردازنده ها ثبت می شود دارای نوعی محدودیت نیز هست.

برای مثال پردازنده 64 بیتی AMD دارای محدودیت 52 بیتی در حافظه فیزیکی است و از نظر مجازی نیز تنها از 48 بیت داده یا آدرس، پشتیبانی می کند. CPUهای 64 بیتی از زمان حیات سوپر کامپیوترها، در حدود سال 1970 موجود بودند، اما از اوایل سال های 2000 پا به دنیای کامپیوترهای شخصی گذاشتند و حالا با ویرایش هر دو نسخه 32 بیتی و 64 بیتی برای انواع سیستم عامل ها، شاهد تغییر معماری کامپیوتر از 32 بیت به 64 بیت هستیم.

این تغییر، تغییری اساسی است که بیشتر سیستم عامل ها باید سطح کیفیت خود را ارتقاء بدهند و آن را با معماری جدید منطبق کنند. اما چه تفاوت هایی بین معماری 64 بیتی و نمونه 32 بیتی آن وجود دارد؟ بزگترین و اصلی ترین تفاوت سیستم عامل های 64 بیتی و 32 بیتی به عواملی چون دسترسی به حافظه، کنترل حافظه و کارکردهای امنیتی سیستم مربوط می شود. یکی از بزرگترین فواید استفاده از یک سیستم عامل 64 بیتی در این است که این سیستم عامل می تواند از حافظه 4GB و بیشتر استفاده کند حال آنکه یک سیستم 32 بیتی تنها می تواند از 3.5GB حافظه استفاده کند.

بسیاری از کارآیی های بالاتر سیستم عامل های 64 بیتی به دلیل همین برخورداری از حافظه بالاتر می باشد که در ادغام با یک پردازنده 64 بیتی به خوبی می تواند از این حافظه بیشتر استفاده کند. این تفاوت شاید برای یک کاربر معمولی که تنها از چند برنامه، به طور همزمان استفاده می کند و یا بانک اطلاعاتی اش حجم چشمگیری ندارد، چندان حائز اهمیت نباشد اما برای کاربرانی که نیاز به استفاده همزمان از چندین برنامه در حال اجرا دارند، این تفاوت بسیار چشمگیر و حائز اهمیت است، چرا که یک PC 64 بیتی به دلیل برخورداری از حافظه بالاتر توانایی مدیریت حجم بیشتری از اطلاعات را نسبت به یک PC 32 بیتی دارد و می تواند تمام برنامه های در حال اجرا را طوری تنظیم کند که سرعت سیستم دچار افت نشود.

این تفاوت همچنین می تواند برای طرفداران پروپاقرص بازی های کامپیوتری هم حائز اهمیت باشد. یک سیستم عامل 32 بیتی تنها قادر به آدرس دهی 4 بیلیون آدرس است. برای مثال در ویندوز XP 32 بیتی، سیستم عامل 2GB از حافظه را به برنامه ها و 2GB از آن را به پشتیبانی سیستم عامل، کارت تصویر و سایر امور قابل آدرس دهی اختصاص می دهد. بنابراین هنگام نصب بسیاری از بازی های کامپیوتری که به حافظه بالایی نیاز دارند کاربردچار مشکل می شود و برای رفع آن نیاز به تغییر این تقسیم بندی دارد.

اما یک سیستم عامل 64 بیتی 1.6 به توان 14 آدرس را پشتیبانی می کند، بنابراین برای نصب انواع بازی کاربر دچار مشکل کمبود حافظه نخواهد بود! معماری 64 بیتی با مجموعه داده های بزرگ مانند ویدئوهای دیجیتال، محاسبات علمی و پایگاه داده های بزرگ، راحت تر کار می کند. اکثر سخت افزارهای 64بیتی نسبت به مدل های هم قیمت 32 بیتی خود، سریع تر و روان تر کار می کنند و قادر به اجرای روان سیستم عامل ها و نرم افزارهای 32 بیتی می باشند. اما سرعت، تنها عامل مقایسه ای در بررسی تفاوت های پردازنده های 32 بیتی و 64 بیتی نمی باشد. عواملی چون کارآیی چندگانه (multi_tasking) - تست استرس (stress test) و محاسباتی با کارآیی بالا (clustering) عوامل قابل توجه دیگری هستند، که در مورد همه آنها معماری 64 بیتی در صورت استقرار مناسب، کارآیی بهتری از خود نشان می دهد.

به همین خاطر سازمان های بزرگی مانند IBM ،HP و Microsoft از پردازنده های 64 بیتی استفاده می کنند. اما نقطه ضعف اصلی معماری 64 بیتی نسبت به نمونه 32 بیتی این است که یک داده، با مشخصات یکسان، در سیستمی که توسط پردازنده 64 بیتی پشتیبانی می شود، فضای بیشتری را اشغال می کند. این افزایش حافظه مورد نیاز، برای انجام یک فرآیند مشخص، پردازنده را مجبور می کند که از حافظه نهان سیستم استفاده کند.

حفظ بخشی از مدل 32 بیتی، یکی از راه های رسیدگی به این مشکل است که از لحاظ منطقی موثر به نظر می آید چرا که در اینصورت سیستم عامل از فضای آدرس دهی 31 بیتی برای کددهی به برنامه ها استفاده می کند، در حالی که داد ه ها می توانند به طور اختیاری در فضای 64 بیتی قرار بگیرند. نکته دیگری که شاید جز معایب سیستم عامل های 64 بیتی باشد این است که این سیستم عامل ها برای پشتیبانی از هر قطعه سخت افزاری که برروی سیستم نصب می شود نیاز به یک درایور 64 بیتی دارد.

درایور نرم افزاری است که به کامپیوتر اجازه برقراری ارتباط با سخت افزار اتصالی را می دهد. برای مثال پرینتری که تنها دارای درایور 32 بیتی است قادر به کارکردن با یک سیستم عامل 64 بیتی نیست و برای نصب آن حتما باید از یک درایور 64 بیتی استفاده کرد. برخلاف درایورها اکثر برنامه هایی که برای سیستم عامل 32 بیتی طراحی شده اند (به استثنای آنتی ویروس ها) در سیستم عامل های 64 بیتی هم به خوبی قابل اجرا می باشند.

گرچه برنامه هایی که از ابتدا برای سیستم عامل های 64 بیتی طراحی شده اند، سریع تر و روان تر اجرا می شوند. بنابراین بسته به کار شما با کامپیوتر و برنامه هایی که از آنها استفاده می کنید، سیستم عامل 64 بیتی می تواند مفیدتر باشد و یا فرق چندانی با سیستم عامل 32 بیتی نداشته باشد. اما ازآنجایی که یک سیستم عامل 64 بیتی از هردو ورژن نرم افزارهای 32 و 64 بیتی پشتیبانی می کند و از حافظه بالاتری برخوردار است، با خرید یک کامپیوتر شخصی مجهز به پردازنده و سیستم عامل 64 بیتی، از مزایای بیشتری بهره مند خواهید شد