64 бита

64 бита (англ. 64-bit) в информатике и вычислительной технике используется для обозначения структур и типов данных, размер которых в памяти компьютеров составляет 64 бита, что равно 8 байтам. Архитектуры компьютеров, которые широко используют регистры, адресные шины или шины данных, разрядности 64 бита, называются 64-битными архитектурами (или 64-разрядными архитектурами).

64-битные архитектуры используются в суперкомпьютерах с 1970-х годов (Cray-1, 1975), а в рабочих станциях и серверах с процессорами семейства RISC — с 1990-х годов. С 2003 года широко используются в персональных компьютерах (x86-64 и PowerPC-64), а с середины 2010-х годов и в мобильных устройствах — смартфонах и планшетах (ARMv8 AArch64).

64-битный регистр способен хранить в себе одно из 264 = 18 446 744 073 709 551 616 значений. Процессор с 64-битной адресацией памяти теоретически мог бы напрямую адресовать значительный объём оперативной памяти в 16 эксабайт (16 млн терабайт) памяти. Однако допустимые в реализациях физические и математические адреса часто ограничены значениями 48 бит (256 терабайтов), реже — 52 или 56 битов[1][2][3][4].

История 64-битных процессоров
1961
IBM создаёт суперкомпьютер IBM 7030 Stretch, использующий 64-битные данные и 32- и 64-битные машинные коды.
1974
Control Data Corporation представляет векторный суперкомпьютер CDC STAR-100, имеющий 64-разрядные инструкции (предыдущие системы CDC использовали 60 бит для хранения инструкций).
1976
Cray Research создаёт суперкомпьютер Cray-1, использующий 64-битные машинные коды.
1983
Elxsi выпустила параллельный минисуперкомпьютер Elxsi 6400, имеющий 64-битные регистры данных и 32-битную систему адресации.
1989
Intel выпустила RISC-процессор Intel i860. Хотя в рекламных материалах он назывался «64-битным микропроцессором», у него была 32-разрядная архитектура, дополненная блоком «3D Graphics Unit» с 64-битными операциями над целыми числами.[5]
1991
MIPS выпустила первый 64-разрядный микропроцессор R4000 с системой команд MIPS III.[6] Процессор использовался в графических станциях SGI, начиная с IRIS Crimson. В Kendall Square Research создают суперкомпьютер KSR1 на базе 64-разрядных процессоров. Использовалась операционная система OSF/1.
1992
Digital Equipment Corporation (DEC) начал выпуск 64-разрядных процессоров Alpha, развившихся из проекта PRISM.[7]
1994
Intel объявляет о планах по созданию совместно с Hewlett-Packard 64-разрядной архитектуры IA-64 для замены IA-32 и PA-RISC. Датой выхода обозначен 1998—1999 года.
1995
Sun начинает выпуск 64-разрядных процессоров SPARC под брендом UltraSPARC. Новая архитектура получает название SPARC v9.[8]. IBM выпускает процессоры PowerPC AS A10 и A30, являющиеся 64-разрядными процессорами архитектуры PowerPC AS.[9] IBM выпускает новые версии серверов AS/400 с этими новыми 64-битными процессорами PowerPC AS.
1996
Nintendo представила игровую консоль Nintendo 64, построенную на базе дешёвой версии процессора MIPS R4000. HP выпускает 64-разрядную версию архитектуры PA-RISC, процессор PA-8000.[10]
1997
IBM выпустила линейку RS64 64-разрядных процессоров PowerPC/PowerPC AS.
1998
IBM выпустила процессор POWER3, являющийся полностью 64-разрядным процессором архитектуры PowerPC/POWER.[11]
1999
Intel публикует описание набора инструкций архитектуры IA-64. AMD раскрывает описание 64-разрядного расширения архитектуры IA-32, названного x86-64 (позже переименованного в AMD64).
2000
IBM выпустила первый 64-разрядный мейнфрейм с архитектурой z/Architecture: zSeries z900. z/Architecture является 64-разрядным развитием 32-разрядной архитектуры ESA/390, наследника архитектуры System/360.
2001
Intel начинает поставки процессоров IA-64 после нескольких задержек. Процессоры выпускаются под брендом Itanium и предназначаются для high-end серверов. Продажи не достигают прогнозируемых объёмов.
2003
AMD представила процессоры Opteron и Athlon 64 с архитектурой AMD64. Apple выпустила 64-разрядный компьютер «G5» с процессором PowerPC 970 (IBM). Intel заявила, что не собирается выпускать иных 64-разрядных процессоров, кроме Itanium.
2004
Реагируя на рыночный успех AMD64, Intel заявляет о разработке совместимого расширения IA-32e (позже переименованного в EM64T, а затем в Intel 64). Intel начинает поставку обновлённых Xeon и Pentium 4 с поддержкой новых 64-разрядных инструкций.
VIA Technologies объявила о разработке 64-разрядного процессора Isaiah.[12]
2006
Альянс Sony, IBM и Toshiba начал производство 64-разрядного гибридного микропроцессора Cell для PlayStation 3, серверов и других применений.
2013
Компания Apple выпускает первый в мире смартфон iPhone 5S, работающий на первом серийном 64-битном ARM-процессоре Apple A7.

История 64-разрядных операционных систем
1985
Cray выпустила UNICOS, первую 64-разрядную версию ОС Unix.[13]
1993
DEC выпустила Юникс-подобную 64-разрядную ОС DEC OSF/1 AXP для систем с процессорами DEC Alpha (позже ОС переименована в Tru64 UNIX).
1994
Поддержка 64-разрядного MIPS процессора R8000 добавлена компанией Silicon Graphics к ОС IRIX версии 6.0.
1995
DEC выпустила OpenVMS 7.0, первую полностью 64-разрядную версию OpenVMS для Alpha. Подготовлен первый 64-разрядный дистрибутив Linux (для процессоров Alpha).[14]
1996
Поддержка 64-разрядного MIPS процессора R4000 добавлена компанией Silicon Graphics к ОС IRIX версии 6.2.
1998
Sun выпускает Solaris 7 с полной поддержкой 64-разрядных процессоров UltraSPARC.
2000
IBM выпустила z/OS, 64-разрядную ОС на базе MVS, для новых мейнфремов zSeries. Чуть позже выпущен 64-разрядный Linux для zSeries.
2001
Microsoft представила 64-битную версию Windows XP для процессоров Itanium.
2003
Apple выпустила ОС Mac OS X 10.3 «Panther» с поддержкой 64-разрядных целочисленных вычислений для процессоров PowerPC 970.[15] Несколько дистрибутивов Linux начинают поддержку AMD64. Microsoft анонсирует планы по созданию версии ОС Windows для AMD64. Поддержка AMD64 появляется в ОС FreeBSD.
2005
31 января Sun выпустила ОС Solaris 10 с поддержкой AMD64 и EM64T. В апреле Microsoft выпустила «Windows XP Professional x64 Edition» для AMD64 и EM64T.
2007
Apple выпускает Mac OS X 10.5 «Leopard» с полной поддержкой 64-разрядных приложений на PowerPC 970 и EM64T.

Современные 64-битные архитектуры

На 2019 год можно назвать следующие популярные 64-битные архитектуры:

  • Расширение архитектуры x86, созданное компанией AMD под названием «AMD64», и совместимая с ней «x86-64»:

Наличие архитектуры AMD64

Архитектуру AMD64 имеют процессоры Athlon 64, Opteron, Sempron, Turion 64, Phenom, Athlon II, Phenom II, AMD FX, Ryzen

  • 64-битный режим архитектуры ARMv8, называемый AArch64[16]:
    • ARM Cortex-A53, Cortex-A57 и другие
    • Apple A7 и более новые
    • Snapdragon Kryo и более новые
  • 64-битная версия архитектуры Power:
    • IBM POWER6, POWER7 и более новые
    • IBM PowerPC 970
    • STI процессор Cell и IBM PowerXCell имеют 64-разрядное управляющее ядро.
    • IBM «Xenon» (ЦПУ приставки Microsoft Xbox 360) содержит 3 64-битных ядра PowerPC.
  • Архитектура SPARC V9, реализованная в:
  • IBM z/Architecture, используемая в мейнфреймах zSeries и System z9, 64-битное развитие архитектуры ESA/390
  • Intel IA-64 (Itanium)
  • MIPS Technologies MIPS64
  • Реализации в RISC-V наборов команд с названием начинающимся на RV64, например, RV64I, RV64GC (RV64IMAFDC) и другие:
    • SiFive FU540
    • Kendryte K210
    • FADU Annapurna FC3081/FC3082
    • Alibaba XuanTie 910

Обработка изображений

В обработке цифровых изображений под 64-битным форматом обычно подразумевают 48-битные цветные изображения (Deep Color), дополненные 16-битным альфа-каналом.

Примечания
  1. AMD64 Programmer's Manual Volume 2: System Programming 120. Advanced Micro Devices (December 2016).
  2. Intel 64 and IA-32 Architectures Software Developer’s Manual Volume 3A: System Programming Guide, Part 1. Intel (September 2016).
  3. ARM Architecture Reference Manual ARMv8, for ARMv8-A architecture profile.
  4. Documentation — Arm Developer
  5. i860 64-Bit Microprocessor (недоступная ссылка). Intel (1989). Дата обращения: 30 ноября 2010. Архивировано 13 августа 2012 года.
  6. Joe Heinrich: «MIPS R4000 Microprocessor User’s Manual, Second Edition», 1994, MIPS Technologies, Inc.
  7. Richard L. Sites: «Alpha AXP Architecture», Digital Technical Journal, Volume 4, Number 4, 1992, Digital Equipment Corporation.
  8. Linley Gwennap: «UltraSparc Unleashes SPARC Performance», Microprocessor Report, Volume 8, Number 13, 3 October 1994, MicroDesign Resources.
  9. J. W. Bishop, et al.: «PowerPC AS A10 64-bit RISC microprocessor», IBM Journal of Research and Development, Volume 40, Number 4, July 1996, IBM Corporation.
  10. Linley Gwennap: «PA-8000 Combines Complexity and Speed», Microprocessor Report, Volume 8, Number 15, 14 November 1994, MicroDesign Resources.
  11. F. P. O’Connell and S. W. White: «POWER3: The next generation of PowerPC processors», IBM Journal of Research and Development, Volume 44, Number 6, November 2000, IBM Corporation.
  12. VIA Unveils Details of Next-Generation Isaiah Processor Core (недоступная ссылка). VIA Technologies, Inc.. Дата обращения: 18 июля 2007. Архивировано 13 августа 2012 года.
  13. Stefan Berka. Unicos Operating System (недоступная ссылка). www.operating-system.org. Дата обращения: 19 ноября 2010. Архивировано 13 августа 2012 года.
  14. My Life and Free Software
  15. John Siracusa. Mac OS X 10.6 Snow Leopard: the Ars Technica review (недоступная ссылка) 5. Ars Technica. Дата обращения: 6 сентября 2009. Архивировано 13 августа 2012 года.
  16. ARM Architecture Reference Manual ARMv8, for ARMv8-A architecture profile.

См. также

Ссылки
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.