大家有没有想过,明明128位的处理器已经存在了几十年,为什么我们至今还没见到128位的操作系统呢?今天就来聊聊这个话题。
硬件先跑出来了,操作系统却在后面
首先,你可能不知道,128位、256位甚至512位的处理器早就存在了。比如Nvidia GTX 280显卡、AMD Radeon R9 290,以及Tesla产品,它们都使用了512位内存总线的处理器。
既然硬件已经这么先进了,那操作系统应该早就支持了吧?其实不然,理论上512位的操作系统是存在的,但实际中却很少看到。
处理器位数增加,寻址变得困难
处理器的位数通常指的是通用寄存器的宽度。比如16位的处理器有16位通用寄存器,32位的处理器有32位通用寄存器。这也决定了数据线、地址线、控制线的宽度。比如32位系统最多只能使用4GB的内存,因为它的寻址范围是2的32次方。
芯片厂商不断增加处理器位数,确实能带来好处,比如处理速度更快。但如果处理的位数增加到128位,会发现寻址这个动作变得异常困难。处理器和高速缓存的压力也会变得非常巨大。
位数增加,软件也跟着头疼
处理器位数的增加还会导致操作码的变长,比如在32位处理器中跳转这个动作需要5个字节,而64位处理则需要15个字节。这就意味着,处理器位数的增加会简化软件设计的复杂度,但硬件反而更为复杂,结果就是计算速度下降。
总结
虽然128位、512位架构对于图形、密码学,以及复杂的系统建模等数学密集型操作非常有用,但并不适用于操作系统。64位对于大多数用户来说已经足够用了。操作系统的更高位深度并不直接意味着它会有更高的速度,反而需要处理更长的地址,寻址也会变得异常困难。
我是陆砚码,来自思享编程网(www.sxgpb.com),希望这篇文章能帮助你理解处理器位数的问题。想要了解更多编程知识,欢迎关注我们的网站。
