Dlaczego powinniśmy budować 64-bitowe obiekty docelowe dla aplikacji C++?

Question

To jest podstawowa wątpliwość, którą mam. Nie jestem facetem z IT ani CS, więc spróbuj wyjaśnić w prostym języku. Dlaczego teraz zadaję to pytanie, ponieważ możemy uruchamiać aplikacje 32-bitowe w 64-bitowych systemach operacyjnych 64 &. AFAIK typy danych dla 64 bitów pobierają podwójną ilość pamięci niż aplikacje 32-bitowe. Również 64-bitowe aplikacje mogą działać tylko w 64-bitowych systemach operacyjnych. Dlaczego więc podjąć trud tworzenia aplikacji 64-bitowych? Być może dlatego Firefox jest dostępny tylko w wersji 32-bitowej ??? Przepraszam, jeśli to pytanie nie jest zgodne z normami SO, ale nie mogę kontrolować przestań myśleć o tym samym. Dziękuję.

AKTUALIZACJA: Wydaje się, że jest to zamieszanie. Nie zamierzałem pytać, dlaczego potrzebujemy maszyny architektury 64-bitowej. Wiem, że maszyny 32-bitowe mogą korzystać tylko z 4-GB pamięci RAM. Komputery z procesorem 64-bitowym mają znacznie wyższy limit. Pytałem, dlaczego potrzebujemy zbudować aplikacje 64-bitowe!

Answer 1

Oprócz powyższych przyczyn (głównie "z wykorzystaniem ponad 2-3 GB pamięci"), powodem kompilacji dla wersji 64-bitowej jest to, że x86-64 ma 16 rejestrów, gdzie x86-32 ma 8. jednym z tych rejestrów jest aplikator i często rBP jest zarezerwowany dla "framepointer", faktyczna liczba użytecznych rejestrów wynosi odpowiednio 6 i 14. Dodatkowe rejestry pozwalają, na przykład, na większą liczbę parametrów przekazywanych w rejestrach i większą liczbę zmiennych tymczasowych przechowywanych w rejestrach w ramach funkcji. Ma to pozytywny wpływ na rzeczywistą prędkość wykonywania kodu, ponieważ za każdym razem, gdy zamiast rejestru używa się pamięci, CO NAJMNIEJ prowadzi do bardziej złożonej instrukcji, a często do użycia dodatkowej instrukcji. To z kolei powoduje, że kod jest większy, gdy nie ma wystarczającej liczby rejestrów.

Ogólnie 64-bitowy kod x86 działa o 5-15% szybciej bez modyfikacji rzeczywistych algorytmów i zazwyczaj ma. Czasami algorytmy mogą być zmieniane, aby uzyskać znacznie więcej [ponieważ na przykład możesz mieć tablicę, która jest indeksowana przez "numer telefonu", zamiast mieszać numer telefonu, a następnie indeksować na mieszanie, lub zamiast tego używać 64-bitowych wartości całkowitych 32-bitowych, co oznacza przyspieszenie 2x dla "połowy tylu operacji"].

Jeśli wymagana jest wydajność z poziomu aplikacji, należy przeprowadzić test porównawczy (na wielu platformach). Są sytuacje, w których na przykład większe wskaźniki oznaczają, że pamięć podręczna staje się szybsza, a kod kończy się wolniej, ponieważ "tylko połowa wpisów w liście łączy się w pamięci podręcznej".

Krótko mówiąc: w większości przypadków aplikacje 64-bitowe są szybsze niż aplikacje 32-bitowe i robią to samo.

Answer 2

Najważniejszym przypadkiem jest, gdy naprawdę chcesz zużywać więcej niż 2 gigabajty pamięci na proces.

Kolejną rzeczą jest to, że wsparcie 32-bitowe będzie powoli spadać, tak jak nie zobaczysz teraz wielu aplikacji 16-bitowych. Jest to jednak powolny proces. Obecnie istnieje jedna wersja systemu Windows Server 2008, która domyślnie nie obsługuje standardu 32-bitowego.

I na koniec czasami po prostu trzeba być 64-bitowym - to jest kiedy budujesz rozszerzenie dowolnego rodzaju, które jest ładowane do 64-bitowego procesu konsumenckiego. Ponieważ 64-bitowe procesy nie mogą załadować kodu 32-bitowego, musisz dostarczyć 64-bitowe rozszerzenie dla nich lub stworzyć rozwiązanie międzyoperacyjne, aby twój kod był w oddzielnym procesie - ten ostatni nie zawsze jest możliwy i czasami jest bardzo nieefektywny.

Answer 3

• Pamięć fizyczna

32-bitowa architektura systemu mogą bezpośrednio zająć tylko przestrzeń adresową 4 GB. 64-bitowa architektura systemu z 64-bitową wersją systemu Windows Server może obsługiwać do 1024 GB pamięci fizycznej i adresowalnej.

• Lepsze przetwarzanie równoległe

Serwer, który wykorzystuje 32-bitową architekturę jest ograniczona (Windows OS) do 32 procesorów. Udoskonalenia w przetwarzaniu równoległym i architekturach magistrali umożliwiają 64-bitowym środowiskom obsługę aż 64 procesorów i zapewniają prawie liniową skalowalność z każdym dodatkowym procesorem.

• szybciej architekturę magistrali

64-bitowa architektura stanowi coraz szersze rejestry ogólnego przeznaczenia, które przyczyniają się do zwiększenia ogólnej szybkości pracy. Gdy jest więcej rejestrów, mniej jest potrzeba zapisywania trwałych danych w pamięci, a następnie trzeba je odczytać z powrotem tylko kilka instrukcji później. Wywołania funkcji są również szybsze w środowisku 64-bitowym, ponieważ w rejestrach można przekazać aż cztery argumenty na raz.

Answer 4

Wielkość typów danych nie podwaja się automatycznie z x64, ale rozmiar procesorów jest rejestrowany, podobnie jak rozmiar wskaźnika.Dzięki 32 bitom możesz adresować 4294967295 bajtów pamięci (~ 4 GB), co nie jest możliwe w przypadku niektórych aplikacji (takich jak systemy zarządzania bazami danych, ...).

Firefox jest dostępny tylko w wersji 32-bitowej ze względu na problemy ze zgodnością. Nie można pisać bibliotek dla architektur x86 (32-bitowych) i wywoływać ich z procesorów x64, ponieważ ich wskaźniki są niezgodne (jak opisano powyżej). Tworzenie obu: x64 i Wersje x86 zwiększają koszty testów. Jeśli twoja aplikacja rzadko używa więcej niż 3,5 GB pamięci, to w rzeczywistości nie korzysta z architektury x64.

Również 32-bitowe programy nie mogą po prostu działać na architekturach x64. W systemie Windows jest na to warstwa o nazwie Windows on Windows (WoW) lub WoW64 dla interfejsów x64/x86. Przez różne przypadki buforowania może się również zdarzyć, że aplikacja x86 działa szybciej w WoW niż natywna aplikacja x64, robiąc to samo.