64位CPU和數據/地址總線的關系


  一般我們常說的64位&32位機器中位數是由CPU決定的。一般我們所說的64位技術是相對32位而言的,這個位數指的是CPU GPRs(General-Purpose Registers,通用寄存器)的數據寬度為64位,64位指令集就是運行64位數據的指令也就是說處理器一次可以運行64bit數據。64位平台不管是在性能上,還是在功能上,都要領先於目前的32位平台,目前主流的32位處理器在性能執行模式方面存在一個嚴重的缺陷:當面臨大量的數據流時,32位的寄存器和指令集不能及時進行相應的處理運算。32位處理器一次只能處理32位,也就是4個字節的數據;而64位處理器一次就能處理64位,即8個字節的數據。如果將總長128位的指令分別按16位、32位、64位為單位進行編輯的話:32位的處理器需要4個指令,而64位處理器則只要兩個指令。顯然,在工作頻率相同的情況下,64位處理器的處理速度比32位的更快。 除了運算能力之外,與32位處理器相比,64位處理器的優勢還體現在系統對內存的控制上。由於地址使用的是特殊的整數,而64位處理器的一個ALU(算術邏輯運算器)和寄存器可以處理更大的整數,也就是更大的地址。傳統32位處理器的尋址空間最大為4GB,而64位的處理器在理論上則可以達到1800萬個TB(1TB=1024GB)。


 

cpu位數與總線

1.地址總線與尋址能力

要存取數據或指令就要知道數據或指令存放的位置,地址寄存器存儲的就是CPU當前要存取的數據或指令的地址,該地址是由地址總線傳輸到地址寄存器上的。

假設地址總線有n位,即共有n位二進制位來表示地址,那么最多可以表示2^n個地址,另外,由於計算機以一個字節為尋址單位,所以CPU的尋址能力或者說最大尋址范圍為2^n個字節。綜上,地址總線的位數決定了CPU的尋址能力。

2.數據總線的寬度與字長及CPU位數

  字長指CPU同一時間內可以處理的二進制數的位數,數據總線傳輸的數據或指令的位數要與字長一致。否則,如果數據總線寬度大於字長則一條數據或指令要分多次傳輸,則分開傳輸的幾組數據也就沒有意義了;如果數據總線寬度小於字長,則CPU的利用率要降低,對資源是種浪費。

另外,如果字長為n位,一般稱CPU是n位的。所以說數據總線的寬度與字長及CPU的位數是一致的。

 


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