Sistema operativo del processore x64 a 32 bit: limitazioni e cosa significa

Avere un sistema operativo a 32 bit e un processore x64 non è onestamente la cosa più comune oggi, anche se potrebbero esserci utenti che non capiscono molto bene quali siano le implicazioni di un'architettura CPU e quella del sistema operativo. Ecco perché realizzeremo questo articolo, in cui tutto sarà un po 'più chiaro.

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E non ci sono solo processori e sistemi operativi a 32 e 64 bit, ma anche applicazioni. In effetti, se guardiamo le cartelle principali del sistema vedremo che esiste la cartella dei file di programma e dei file di programma (x86). Cosa significa questo? Bene, vedremo tutto qui.

Cos'è l'architettura x86

Cominciamo guardando le basi di cosa sia l'architettura x86 e quale influenza abbia sui processori.

Come tutti sappiamo, il processore è un elemento hardware di un computer composto da innumerevoli circuiti integrati a transistor e porte logiche. Tutto questo framework costituisce quella che diventa l' unità centrale di elaborazione, in cui milioni e calcoli vengono eseguiti ogni secondo per consentire la formazione delle istruzioni e dei programmi installati sul disco rigido del nostro computer. Il processore è quindi l'elemento che fornisce intelligenza al nostro team ed è incaricato di dare un senso alle nostre azioni.

L'architettura x86 riguarda essenzialmente il modo in cui i processori sono costruiti internamente al livello più elementare, ovvero il modo in cui comunicano gli elementi interni che compongono un processore. Questi elementi sono i registri, l'unità aritmetica-logica, il contatore dei programmi, ecc.

La cosa importante, e che devi prendere in considerazione, è che un processore x86 non implica che sia 32 o 64 bit, questo concetto è qualcosa di diverso dall'architettura fisica del processore. In effetti, il primo processore realizzato con l'architettura x86 era Intel 8086, che era una CPU a 16 bit.

Processore CISC e RISC

Per espandere un po ', vale la pena sapere che cos'è un processore che funziona con le istruzioni CISC e RISC, poiché ha molto a che fare con l'architettura x86.

Processore CISC

Un processore CISC utilizza esattamente l'architettura x86, acronimo di Complex Instruction Set Computer. È un modello di processore in grado di funzionare con una serie molto ampia di istruzioni, in grado di eseguire operazioni complesse tra quelle gestite nella RAM e i registri interni. Queste CPU sono quelle che sono sempre state realizzate da Intel e AMD.

Questa architettura è rivolta a computer che funzionano con sistemi operativi basati su desktop e che funzionano principalmente con la grafica, poiché la complessità delle istruzioni in essi contenute è maggiore e si ottengono prestazioni migliori. Ma hanno un problema, ed è che avere istruzioni così complesse rende più difficile eseguire operazioni parallele, con diversi core. E per questo motivo, i processori di oggi sono anche in grado di tradurre le istruzioni CISC in RISC. I vantaggi di questa architettura sono la capacità di compilare e compattare il codice e di semplificare il debug e l' esecuzione dei programmi.

Processore RISC

Al contrario, un processore con architettura RISC, Reduced Instruction Set Computer, presenta una gamma molto più piccola di istruzioni ed è più facile da eseguire. Questi processori sono orientati a eseguire diverse istruzioni in parallelo, segmentate e quindi ridurre il numero di accessi alla memoria di sistema.

Questa CPU è stata costruita da PowerPC ad esempio per i primi sistemi e server Unix. Eseguono le istruzioni più rapidamente e consentono cache più grandi. Inoltre, la codifica delle istruzioni è più veloce, poiché l'intero sistema è più semplice e uniforme in termini di varietà di istruzioni, ma la verità è che, nelle attività di programmazione, l'architettura RISC è molto più complessa e richiede al professionista di usa assembler come codice sorgente.

Che cos'è una CPU a 32 o 64 bit

Prima di allontanarci ulteriormente dall'argomento principale sui processori, torniamo indietro e vediamo definitivamente le differenze tra i due processori. Inoltre, sappiamo già che x86 non ha nulla a che fare con l'essere 32 o 64 bit, infatti i processori a 64 bit sono chiamati x86_64, perché è un'architettura x86 ma funziona con una larghezza di 64 parole. bit. Oh ora vedremo.

Essere un processore a 32 o 64 bit risiede nella lunghezza con cui i dati e le istruzioni sono memorizzati ed elaborati nel processore. Inutile dire che la CPU comprende solo segnali elettrici 1/0 corrente / non corrente per così dire, e ciascuno di questi numeri sono chiamati bit, con solo due stati, questi bit si uniscono per formare parole e quindi aumentano la varietà di istruzioni grazie alle combinazioni multi-bit.

In un processore a 32 bit ci sono parole che combinano 32 zeri e uno mentre in uno a 64 bit, perché quelle parole sono due volte più grandi, quindi contengono, diciamo, il doppio delle informazioni in esse. Ciò significa che la capacità di un processore a 64 bit viene moltiplicata per due, essendo in grado di svolgere più attività in meno tempo, ma ha anche altre implicazioni molto importanti in termini di capacità di memoria e indirizzamento delle istruzioni.

Limitazioni del processore x64 a 32 bit del sistema operativo

Esistono differenze fisiche e logiche quando si utilizza un processore a 32 o 64 bit. E questi influiscono direttamente anche sul sistema operativo. Vediamo cosa sono e perché non è consigliabile utilizzare architetture diverse.

Limitazione della memoria RAM

La prima differenza sta nella gestione della memoria RAM e anche della memoria virtuale. Se disponiamo di una CPU a 32 bit, sarà in grado di leggere solo 2 ³² combinazioni di numeri, ovvero 4.294.967.296 celle di memoria o quelli che sono stati 4 GB di RAM. Nel frattempo, una CPU a 64 bit sarà teoricamente in grado di leggere 2 dati a ⁶⁴ celle, circa 16 milioni di Terabyte (16 Exabyte)

Cosa implica questo quando si installa un sistema operativo a 32 o 64 bit? I sistemi operativi attuali e l'hardware disponibile non sono in grado di raggiungere queste cifre a causa di limiti fisici. Inoltre, Windows 10 Pro è in grado di indirizzare solo 512 GB di RAM. Apparentemente, non avremo problemi, perché le attuali schede madri per PC supportano circa 128 GB di RAM.

In ogni caso, un PC costituito da una CPU e un sistema operativo a 32 bit supporta solo 4 GB di RAM, e questo ci riguarda direttamente, perché al momento non potremmo praticamente sopravvivere con questa piccola quantità di RAM sul nostro PC. E possiamo vederlo immediatamente creando una macchina virtuale con una CPU a 64 bit e un sistema a 32 bit, si noti.

Nelle proprietà siamo informati che abbiamo 3, 5 GB di RAM installata (500 MB sono per GPU). Ma se guardiamo l'altra acquisizione, abbiamo assegnato alla macchina virtuale 6 GB, cioè ci sono due 2 GB che non sono nemmeno usati, perché la larghezza della parola di 32 non è in grado di indirizzare più di 4.294.967.296 celle di la memoria.

In ogni caso, questi limiti per i sistemi a 64 bit sono molto più estesi, abbiamo già visto 512 GB per Windows 10 Pro. Ma nei sistemi orientati al server è molto più esteso, ad esempio Windows Server 2016 supporta fino a 24 TB di RAM, E in Linux accade esattamente la stessa cosa, sebbene sia i sistemi desktop che i server supportino diversi TB di RAM, è il vantaggio di essere software libero.

Memoria virtuale per applicazioni

Esiste anche una limitazione nell'allocazione della memoria virtuale per processo. Fai attenzione, non stiamo parlando della memoria virtuale del sistema, quella che allociamo sul disco rigido nel caso in cui manchiamo di RAM, ma quella RAM che viene automaticamente assegnata dalle applicazioni che consumano molte risorse. Un esempio di questo sono applicazioni come Photoshop, o programmi BIM o CAD in cui è necessaria molta memoria per memorizzare trame e processi in background.

In particolare, un sistema operativo a 32 bit può allocare solo 2 GB di memoria virtuale per ciascun programma, mentre un sistema a 64 bit è teoricamente in grado di allocare fino a 8 TB.

Compatibilità dell'applicazione

Ma non si tratta solo di indirizzare la memoria RAM, ma ci sono anche ovvie limitazioni per quanto riguarda il supporto dell'applicazione per il sistema operativo. La prima cosa che possiamo fare per notare è andare sul disco rigido locale in un sistema operativo a 64 bit e un altro 32.

Se guardi il file a 32 bit c'è solo una cartella per i file del programma, mentre il file a 64 bit ne ha due e in uno di questi metti x86. Dovrebbe davvero mettere 32, il caso è che un sistema a 32 bit non supporta le applicazioni a 64 bit, mentre un sistema a 64 bit, sì, possiamo installare applicazioni a 32 e 64 bit.

Abbiamo fatto l'esempio con il compressore 7-Zip, scaricando la versione x64 per Windows 8 di 32 che abbiamo installato. Vediamo che indica immediatamente che questa applicazione non è supportata. E dirai che la CPU stessa è di 64 bit. Perché non funziona? Bene, poiché il sistema operativo è in prima istanza quello che decodifica le istruzioni che invierà alla CPU e, se è 32, non sarà in grado di funzionare a 64.

Posso installare un sistema operativo a 64 bit su una macchina a 32 bit?

Beh, ovviamente no, devi solo eseguire il test scaricando un ISO di Windows e provando a eseguirlo sul tuo computer. non è possibile e immediatamente appare una schermata che ti indica in dettaglio.

E, naturalmente, un sistema a 32 bit può essere installato su un computer a 64 bit.

Come sapere se ho una CPU a 64 bit o un sistema operativo

Ormai probabilmente sai già come guardare questo, grazie agli screenshot che abbiamo visto in tutto l'articolo, ma se vuoi sapere maggiori informazioni su come controllare questo in Windows e Linux, ti invitiamo a farlo usando questo articolo

In ogni caso, non è nemmeno necessario guardarlo, poiché, ad esempio, se abbiamo un computer di circa dieci anni fa, saremo sicuri al 100% che sarà di 64 bit. Oggi praticamente tutti i desktop hanno hardware a 64 bit all'interno e troviamo solo CPU a 32 bit per dispositivi di base come microcontrollori programmabili, dispositivi indossabili come braccialetti per attività o smartwatch, mouse e tastiere, oppure il NAS occasionale o il DAS di base.

Conclusioni e raccomandazioni sul sistema operativo del processore x64 a 32 bit

Bene, la nostra raccomandazione ovviamente è quella di assicurarci che le nostre apparecchiature siano a 64 bit e installare sempre un sistema operativo e applicazioni a 64 bit. Questo è fondamentale per poter sfruttare tutta la potenza del nostro team e non tenerlo solo la metà o meno delle sue possibilità.

Ora ti lasciamo con alcuni tutorial e guide interessanti nel caso tu voglia dare un'occhiata a loro.

Bene, ecco il nostro piccolo articolo che spiega i limiti di un sistema operativo a 32 bit su un processore x64. Se hai domande o vuoi aggiungere qualcosa che manca, lasciaci un commento qui sotto.