Bit چیست ؟
كلمه بیت مخفف عبارت binary digit است. اعداد دودویی یا باینری یعنی همان روشی است كه یك كامپیوتر داده ها را با آن ذخیره كرده یا در قالب آن انتقال می دهد. یك بیت می تواند مقداری بین صفر یا یك را به خود بگیرد. اگر تعدادی از بیت را پشت سرهم ردیف كنیم ، به یك كد باینری می رسیم مثل 1001011000101 كه می تواند بیانگر یك دستورالعمل ریاضی مثل جمع یا تفریق،یك محل خاص از حافظه جهت آدرس دهی، و یا یك داده مشخص مثلا عدد 12.456 باشد. یك پردازنده 32 بیتی، مثل پنتیوم قادر است بااستفاده از این رشته صفر و یك، تا عدد 2 به توان 32 را كد گذاری كند یا در اصطلاح، آن را به مبنای باینری ببرد. طبیعی است كه این میزان برای یك پردازنده 64 بیتی به 2 به توان 64 می رسد و این بدان معنی است كه یك پردازنده 64 بیتی، می تواند سقف بسیار بالاتری از اعداد را در واحد زمان پشتیبانی كند. بنابراین اگر یك پردازنده 32 بیتی بخواهد عددی بیشتر از2 به توان 32 را پردازش كند یا انتقال دهد، باید در دو سیكل زمانی این كار را انجام دهد كه وقت بیشتری را نسبت به یك پردازنده 64بیتی صرف می كند. بدین ترتیب یك پردازنده 64 بیتی، صرف نظر از آن كه چند سیكل زمانی در ثانیه بیشتر از یك پردازنده 32 بیتی دارد، در هر كدام از این سیكل های زمانی نیز قادر است دو برابر یك پردازنده 32 بیتی عمل پردازش را انجام دهد.
حافظه ، مسئله مهم تر
اما عامل دیگری كه تحت تأثیر دامنه بیتی كه پردازنده قرار می گیرد، میزان حافظه ای است كه سیستم پشتیبانی می كند یا مورد دسترسی قرار می دهد. در پردازنده های 32 بیتی كه با سیستم عامل های همگون 32 بیتی كار می كنند، تنها چهار گیگا بایت از فضای حافظه RAM قابل دسترسی است كه حتی این مقدار هم توسط سیستم عامل های 32 بیتی ، اغلب به دو گیگا بایت كاهش می یابد. زیرا دو گیگا بایت دیگر از آن باید به برنامه های كاربردی جهت اجرا تخصیص داده شود. پردازنده پنتیوم 4 محصول اینتل و آتلون XP از AMD، از جمله همین پردازنده هایی هستند كه علیرغم فركانس بالا جهت اجرای تعداد بیشتری دستورالعمل در واحد زمان ، به دلیل عدم امكان دسترسی به مقادیر زیادتری از حافظه، گاه سرورهای محیط های Enterprise را با مشكل مواجه می كنند. در حالی كه این مشكل ، در پردازنده های 64 بیتی البته به شرط اجرای برنامه های 64 بیتی تحت سیستم عامل های 64 بیتی با پشتیبانی از چند ترابایت فضای حافظه، برطرف شده است .
اینتل و AMD
شركت AMD، با ساخت اولین مدل آتلون 64 بیتی كه البته برخلاف نام آن ، قابلیت پشتیبانی 40 بیتی از حافظه را داشت و می توانست 136 گیگا بایت از فضای حافظه را آدرس دهی كند و اینتل با ساخت پردازنده Xeon سری DP با قابلیت اجرای 32و 64 بیتی و برخورداری از تكنولوژی hyper threading ، اولین گام را جهت ساخت پردازنده های 64 بیتی برداشتند. این پردازنده ها علاوه بر مهیا ساختن قابلیت دسترسی به میزان حافظه بیشتر برای سیستم عامل، به هر برنامه كاربردی قابل اجرا برروی آن سیستم عامل ، یك بلاك چهر گیگا بایتی از حافظه را جهت اجرا اختصاص می دهند. این توانایی جدید به نحو بسیار محسوسی ، كاربران برنامه های طراحی مهندسی و بسیاری از بانك های اطلاعاتی را با افزایش كارایی و سرعت اجرای برنام ها مواجه كرد. این پردازنده ها كه طبق نظر سازندگانشان به طور كامل از سیستم عامل ها و برنامه های 32 بیتی پشتیبانی كرده و هیچ خللی را به دلیل ارتقا به وضعیت 64 بیتی، در برنامه های قبلی وارد نمی كردند و به قول خودشان سازگار باقبل بودند، تنها در صورت اجرای سیستم عامل های 64 بیتی و همچنین اجرای برنامه های 64 بیتی، می توانستند قدرت خودشان را به نمایش بگذراند. در حالی كه در زمان اجرای 32 بیتی بر روی سیستم عامل های 32 بیتی، تنها چیزهایی كه می توانند عاید این محیط های قدیمی نماینده، عبارت است از:
1- استفاده ازفركانس بالاتر از جهت اجرای تعداد بیشتری دستورالعمل در واحد زمان
2- استفاده از سطوح بالاتر cache جهت افزایش دسترسی به اطلاعات
3- استفاده از سیلیكون هایی با كیفیت بالاتر و دارای تعداد ترانزیستور بیشتر باز هم در راه افزایش سرعت.
به هر روی هر دو شركت سرشناس تولید كنند پردازنده های 64 بیتی برای كامپیوتری x86 مدعی ساخت پردازنده های مذكور با كیفیت بالاتر بوده و در واقع هر دو ادعای پیشتازی در این عرصه را دارند.
راه حل های اینتل
این راه حل ها شامل سه دسته پردازنده بعد از ارائه Xeon DP و سه مدل پردازنده ایتانیوم به شرح زیر است :
1- پردازنده های سری 64bit xeon
این سری از پردازنده های اینتل با قدرت انعطاف بالا و دو مگا بایت cache لایه سه ، به عنوان محبوب ترین پردازنده 64 بیتی برای سرورها شناخته شده اند. ضمن اینكه قادرند هم برنامه های 64 بیتی و هم برنامه های 32 بیتی را با كارایی بالا و با استفاده از حافظه های DDR2 و خطوط حامل PCI Express اجرا كنند و در نتیجه كارایی سیستم را تا حد 50 درصد بالاتر از xeonهای قدیمی تر32 بیتی ، مثل پردازنده xeon DP 3.2 گیگا هرتز ببرند. این پردازنده ها در وب سرورها و ایمیل سرورها كاربرد زیادی دارند.
2- پردازنده های سری 64bit xeon MP
قدرتمندترین و سریع ترین پردازنده با نام xeon است و با قدرت بالای دسترسی به حافظه، هشت مگا بایت cache لایه سه و وجود فناوری DBS، بهترین انتخاب برای سرورهای لایه واسط ، یعنی همان Application Server یا سرور مربوط به بانك های اطلاعاتی با حجم داده و پردازش بالا می باشد. این سرور در كاربردهای Enterprise، مثل سیستم های تجاری ERP و BI كاربرد بسیار مناسبی دارد .
3- 64bit xeon workstation
همان گونه كه از نام آن برمی آید، این پردازنده قادر است با استفاده از قابلیت هایی مثل NetBurst، PCI Express، Cache لایه دو، و فناوری hyper threading، برنامه های 32 و 64 بیتی، خصوصا برنامه های طراحی مهندسی، گرافیك و امثال آن را با كارایی و سرعت بالا اجرا نماید.
4- Itanium2
قدرتمندترین و با ثبات ترین پردازنده ساخت اینتل است . این پردازنده كه خود در مدل های DP، MP و Low Voltage به بازار ارائه شده است ، با قابلیت نه مگا بایت فضای cache لایه سه، بالاترین كارایی و سرعت را برای سرورهای لایه واسط ، بانك های اطلاعاتی ، راه حل های ERP، BI، HPC، و انواع سیستم های مدیریتی پیچیده به ارمغان می آورد.
پردازنده های سری ایتانیوم، آلتوناتیوی قوی برای سیستم های اطلاعاتی موجود برروی پردازنده های RISC ساخت آی بی ام بوده و با قیمت بسیار پایین تر از سیستم های MainFrame، رقیبی سرسخت برای آن به حساب می آیند.
راه حل AMD
AMD برای پشتیبانی از فناوری پردازش های 64 بیتی ، چندین مدل پردازنده 64 بیتی آتلون، اپترون، و توریون را ارائه كرده است . كه در ادامه به بررسی اجمالی آن ها پرداخته می شود.
1- AMD Athlon64
انواع و اقسام مختلفی از آتلون سری 64 برای اجرای برنامه های 64 و 32 بیتی با كارایی بالا ساخته شده است . این پردازنده ها كه با فناوری های قابل رقابت مشابه آنچه كه در اینتل برای ساخت پردازنده های زئون ساخته شده است، ارائه شده اند، به كاربران كامپیوترهای دسكتاپ اجازه می دهد برنامه های كاربردی ای كه به سرعت بالا دسترسی سریع به حجم بالای حافظه نیاز دارند را با كارایی بالایی اجرا نمایند. برنامه های گرافیكی و مالتی مدیا، بازی های سه بعدی ، ویرایش تصاویر، فیلم، موسیقی، و به طور كلی Applicationهای مربوط به كاربران نهایی ،بهترین بهره را از این پردازنده ها می برند. این پردازنده در چند مدل مختلف ارائه شده كه از مدل FX آن برای كاربردهای دسكتاپ و از مدل MP برای سرورها استفاده می شود.
2- Opteron
AMD، پردازنده های سری اپترون را در قالب و همپای با xeonهای 64 بیتی و تا حدودی پردازنده های گران قیمت تر ایتانیوم ساخته است. این پردازنده كه به گفته AMD با تركیب فاكتورهای مهمی چون سازگاری، كارایی ، قابلیت اعتماد، و قیمت نسبتا پایین رقابتی ، پا به عرصه وجود گذاشته، تاكنون در قالب چهار مدل مختلف سری 1-8wag و سری های 200،100 و 800 به بازار عرضه شده است. این پردازنده قادر است تا 256 ترابایت فضای حافظه را مورد دسترسی قرار دهد و با استفاده از توان مصرفی نسبتا پایین 55 وات برای سری HE و 30 وات برای سری EE از هدر رفتن توان مصرفی پردازنده و درنهایت كل سیستم جلوگیری كند. پردازنده های آتلون و اپترون 64 بیتی تاكنون بارها از طرف مجامع مختلف به عنوان مقرون به صرفه ترین راه حل برای كاربردهای دسكتاپ و تا حدودی Enterprise با حفظ هردو فاكتور كارایی بالا و قیمت پایین شناخته شده است .
3- Turion
این پردازنده به منظور ایجاد امكان سواركردن سیستم عامل های 32 و 64 بیتی برروی كامپیوترهای نوت بوك با تكنولوژی Mobile طراحی وساخته شده است. این پردازنده با وزن بسیاركم، مصرف انرژی پایین، و ایجاد حرارت محدود با فناوری بی سیم بسیار سازگار بوده و می تواند با كارایی بسیار بالاتری نسبت به پردازنده های معمولی دستگاه های مبتنی بر تكنولوژی موبایل و بی سیم، به اجرای برنامه های طراحی شده برای این محیط ها بپردازد. سیستم عامل، كلیه برنامه های صوتی و تصویری ، بازی ها و امثال آن از مزایای افزایش سرعت با استفاده از این پردازنده 64بیتی بهره مند می شوند.
منبع : مجله شبكه
شماره 59
