64 бита () в информатике и вычислительной технике используется для обозначения структур и типов данных, размер которых в памяти компьютеров составляет 64 бита, что равно 8 8-битовым 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 (18 квинтилионов 446 квадрилионов 744 триллиона 73 миллиарда 709 миллионов 551 тысяча 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.
История
64-битные процессоры 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 , 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. 1991 MIPS выпустила первый 64-разрядный микропроцессор R4000 с системой команд MIPS III.Joe Heinrich: «MIPS R4000 Microprocessor User’s Manual, Second Edition», 1994, MIPS Technologies, Inc. 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.Richard L. Sites: «Alpha AXP Architecture», Digital Technical Journal, Volume 4, Number 4, 1992, Digital Equipment Corporation. 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.Linley Gwennap: «UltraSparc Unleashes SPARC Performance», Microprocessor Report, Volume 8, Number 13, 3 October 1994, MicroDesign Resources.. IBM выпускает процессоры PowerPC AS A10 и A30, являющиеся 64-разрядными процессорами архитектуры PowerPC AS.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. 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.Linley Gwennap: «PA-8000 Combines Complexity and Speed», Microprocessor Report, Volume 8, Number 15, 14 November 1994, MicroDesign Resources. 1997 IBM выпустила линейку RS64 64-разрядных процессоров PowerPC/PowerPC AS. 1998 IBM выпустила процессор POWER3, являющийся полностью 64-разрядным процессором архитектуры PowerPC/POWER.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. 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.
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.
64-разрядные операционные системы 1985 Cray выпустила UNICOS, первую 64-разрядную версию ОС Unix. 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). 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. 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. 2009 Microsoft представила 64-битную версию Windows 7 для процессоров AMD64/Intel 64.
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
Архитектуру EM64T (Intel 64) имеют процессоры Celeron (на базе ядер Core2 и новее), Pentium 4 (только Cedar Mill и поздние Prescott), Pentium D, Xeon (на базе 64-битных ядер), Core 2, Core i3, Core i5, Core i7 и некоторые Atom 64-битные расширения VIA Technologies реализованы в VIA Nano 64-битный режим архитектуры ARMv8, называемый AArch64: 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: Sun Microsystems UltraSPARC (все варианты), Niagara, OpenSPARC Fujitsu SPARC64 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
Ссылки 64-Bit Programming Models: Why LP64? AMD64 (EM64T) architecture Всё про «64-bit»
Категория:История компьютерной техники Категория:Единицы данных Категория:Архитектура компьютеров