爲什麼沒有人開發128位的作業系統?

EvaLongoria


這個問題的關鍵是處理器的面積問題,尋址位數和數據流位數增加必然增加物理引腳的數量,目前的芯片封裝技術沒有突破的話,芯片的面積就會因此增加。打個比方原來就需要64個引腳,現在要128個,引腳尺寸箇中心距不變情況下所需的面積就增加一倍。雖然可以用增加緩存或者核數來填充多出來的面積,但成本明顯要提高一倍,而且面積越大良率越低,成本更會進一步提升。同時尋址空間和數據指令長度的增加,核心加法器面積,寄存器數量和流水深度都會成倍增加,面積增加後又導致內部引線進一步變長,現代工藝下,線負載是約束芯片性能的最關鍵因素。因此主頻或許可能會有所降低,為了消除這一影響必須得開發更好的工藝,這又進一步增加了成本。這是芯片角度來說的因素。同樣的32到64也有這樣的問題,只是現在工藝和封裝技術的發展彌補了這些不足。這也是為什麼現在發展多核多線程比較多,但是單核主頻提升基本很少了,雖然工藝提升提升了器件性能但連線增加又抵消了這一提升。同時時鐘信號網絡的穩定性也隨著位數的增加呈指數性減弱。這是芯片設計角度來看採用128位的難度。

同時,目前的軟件應用完全不需要用那麼大的尋址空間,64位是16EB,比天河二號的總內存還多一萬倍。這是完全用不到。很多應用,基本還是32位。尋址空間的增加又會提升內存器件的工作電流,這對於高速接口來說也不是好的因素。

總之,128位結構對具體實現要求較高,負面影響很大而實際應用又用不到。所以自然就沒必要採用128位了。


至原


首先,128位的操作系統是為誰服務的?它一次能訪問128bit的數據,那麼一定需要硬件來支持,就像我們之前比較老的32位CPU不能裝在64位的Windows上一樣,所以這個問題實際上是為什麼沒有128位的CPU?

在民用市場,我們看到的都是x86(電腦)或ARM(手機)處理器,最多也就是64位的處理器,沒有看到128位的,那是因為距離用完64位地址空間還有很長的路要走。還是先來看看之前CPU的地址總線和它們能訪問的內存大小。

• 8位CPU具有16位至20位的地址總線 / 最多訪問1MB內存

• 16位CPU具有20+位地址總線 / 最多訪問1MB內存

• 32位CPU是有32-36位地址總線 / 最多訪問64GB內存

• 64位CPU通常具有40+位地址總線,通常小於64位 / 可訪問數百TB內存

這是一個有趣的現象,並不是CPU位寬就等同於它的地址總線位寬,比如32位CPU實際可能尋址64GB的內存,所以下次有人說你這個是32位的,只能用4GB內存,可以糾正下,真正限制這個4GB大小的是32位的操作系統。

在PC上64位處理器中,地址總線為48位,能尋址256TB(2^48)內存,可我們還經常在討論16GB的內存到底有沒有必要呢,那256TB=256000GB,這個到底有多大真沒什麼概念,真想不到民用怎麼才能用完。反正我們不太可能在單個處理器上看到這麼多的內存。大多數使用海量存儲器的現代系統都是分佈式存儲器架構,具有大量協作處理器,每個處理器都有自己的RAM和獨立的地址空間,所以實際上不可能用到那麼大的內存。

好吧,在1981年,偉大的比爾蓋茨說過“對於任何人來說,640KB內存都足夠了”,我們還是樂觀預估下。畢竟擴大地址空間雖然沒有太多價值,但增加每條指令執行的計算寬度還是有價值的,計算寬度的增加會增加計算邏輯與支持/控制邏輯的比率。支持/控制邏輯有它自己的增長壓力,更加複雜的分支預測器,更復雜的緩存,更寬的總線以增加內存帶寬,緩存一致性機制等等,可能128位的CPU就有價值了。在一些超級計算機上,已經有開始使用128位以上的存儲器地址,能在硬件上實現128位浮點運算。

128位CPU可能意味著一些不同的事情發生,未來可期。

1971年,第一個4位CPU

1年後,1972年,8位CPU出現

5年後,1977年,16位CPU誕生

8年後,1985年,32位CPU發佈

18年後,2003年,64位CPU登場

2050年會有128位CPU嗎?


超能網


是否有人會去開發128位操作系統可以從需求、硬件支持和投入產出比等幾個方面考慮:

1.需求

首先考慮一下計算機系統從8位、16位、32位到今天的64位一步步升級解決了什麼問題?

第一個被解決的問題是尋址空間。由8位的256字節到16位的64KB再到32位的4GB,而目64位操作系統可管理的內存已達到TB級。在內存片以GB度量的時代,數TB的尋址空間已完全滿足需求,從尋址的角度講128位操作系統在今後很長的一個時期內沒有需求。

第二個被解決的問題是數據精度。整數由單字節的256(-127~127)到雙字節、多字節整數(16字節整數可表示約15位數字),實數由單浮點到多浮點。在32(64)位操作系統下,所能處理的數據已能滿足目前99%以上應用的精度要求,而極少的超高精度需求也可以通過軟件算法來實現。即計算精度對128位操作系統並無需求。

2.硬件支持

截止目前,並無128位的CPU在研,也就是說,尚不存在支持128位操作系統的CPU。

3.投入產出比

相對於64位CPU來說,製造128位CPU的代價是極其高昂的,而回報則是用高昂的代價處理大量64位,甚至32位CPU都能快速處理的工作,而CPU一半以上的能力都處在閒置中。這是件得不償失的“進步”。

目前的多通道,多CPU的計算機構成方式是截止目前為止被證明是最合理也是最經濟的超算計算機建設方案。

綜上所述,無論在需求,硬件支持還是投入產出比上,在今後相當長的一段時期內對128位系統沒有需求,也就是說,短期內不會有人去開發128位操作系統。


MosquitoVon


開發128位操作系統並沒有什麼好處。128位,甚至更高的結構對於某些要求大量數學運算的操作當然有好處,比如製圖、密碼,或是複雜的系統建模,但是,現在的問題主要針對操作系統。

目前最大的問題是,32位的操作系統最大可尋址內存是4GB。但是,我們不一定非要64位的結構和操作系統解決這個問題。事實上,40位的結構,其可尋址內存就可以達到1TB,這在未來一段時間內都是綽綽有餘的。

你要知道,每在結構中增加一位,你能獲得的可尋址內存就會翻番。其地址數量就是某個特定位數能構成的所有組合的數量。舉個例子:

1位只有兩種組合:1和0;

2位有4種組合:00,01,10,11;

3位總共有8種組合:000, 001, 010, 011, 100, 101, 110,或111。

所以從32位晉升到64位,其組合數就從4,294,967,296增加到18,446,744,073,709,551,616,這絕對超出需求了。而且,驟增的不只有可尋址內存,你看看下面的表格就明白了:

64位已經花了我們很長時間。現在,就當娛樂一下,我們來看看128位會給我們帶來多少組合:

340,282,366,920,938,463,463,374,607,431,770,000,000

而64位只有:

18,446,744,073,709,551,616

所以說,開發128位操作系統就是殺雞用牛刀,說是資源過度浪費都不足以表達開發128位的浪費。


小鴿子看世界


首先是沒有支持128位的硬件,128位的操作系統需要128位的處理器支持才行,其次是現在沒有必要上128位,用不到。我先來科普下這個計算機的位(bit)操作,這個位數指的是CPU GPRs(General-Purpose Registers,通用寄存器)的數據寬度,64位處理器就是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。

處理器的位數變化主要有兩個好處,可以計算更大的整數、內存地址可以更大(也就是支持更大的內存)。比如從32位處理器到64位處理器,單次可計算的整數範圍從2的32次方變為2的64次方,可以支持的內存也變大了,

32位處理器可以支持4GB(2的32次方)內存,而64位處理器支持的內存空間變為2的64次方,現在還沒有這麼大的內存

如果你不懂,說的再形象一點,處理器要計算一個東西,需要指令和數據,數據在哪呢?一般是需要從內存讀取,存儲了那麼多的數據怎麼讀取呢?一個國家有那麼多人快遞怎麼找到你的呢?城市+小區+樓號+門牌號,計算機也是差不多的原理,給每個數據編一個地址,然後按照這個地址去讀取。這個地址能有多大呢?就是內存的大小,32位處理器只能讀取4GB的地址空間,64位處理器就是2的64次方的空間

。64位的處理器支持的空間就已經夠我們用了,128位顯然現在是用不到的。


沒有硬件的支持,128位的系統自然也就沒有了,有了128位的系統還要有128位的內存,還要有支持128位的軟件,不然也沒什麼意義。從32位的操作系統win95誕生到64位的普及用了大概20年,現在還有很多32位的系統,128位,你真的用得到?其實也不是完全沒有,IBM的system 370有部分的128位處理能力,系統就是IBM自己的系統。


萌哈科技


歡迎關注我,一個程序員老司機,和你分享編程、運營、需求等等經驗和趣事。

128位的OS是否可以開發

以前是32位的操作系統,現在是64位的操作系統,也就是說,128位的操作系統是可以開發的,那麼為什麼在市場上我們看不到128位的操作系統呢?這主要是由於硬件的原因。

一臺普通電腦最貴的是什麼?

一臺電腦最貴的部分應該是CPU、顯卡,如果顯卡顯存越大那麼價格就越貴,同理CPU也是,看看市場上的支持64位的CPU價格,我們就能夠想象CPU的寶貴,從64位到128位操作系統,從科技觀點來說,不是增加了2倍,而是增加了很多很多倍,換句話說,如果要製造出滿足128位的CPU,除了對硬件的要求提高以為,其他很多方面都會有很大的變化,那麼自然而然CPU的成本就非常非常高了,試想一下,如果讓你花幾萬塊錢為了買一個CPU,你會嗎?答案肯定是很多人都不願意。

總結

這種操作系統是可以做出來的,但是購買的人非常少,所以可行性分析通不過。


web互聯網


話題0:128位系統估計多少年後才出現?

回答:來自:電腦是玩具 128位的系統暫時沒有出現的必要,位數和運算速度沒什麼關係,但是高的位數能夠尋址到更多的內存空間,也就是使用更多的內存,處理更為龐大的信息量,表達出更豐富的內容,位數的遞增不是翻倍這麼簡單,實際上多少位就是2的多少...

話題1:128位操作系統什麼概念(win9)

回答:之所以會有Windows 128位系統這一說法,是因為在Windows 9未發佈之前,微軟據說要發佈128位系統,但是時間證明了一切,微軟沒有推出Win9,更沒有推出128位操作系統。 所以對於Windows 9,因為其並未推出,而對於128位操作系統,也僅用於某些特殊...

話題2:32 64 128位系統的區別?

回答:系統區別就是總線位數, 32為系統使用的是32位的尋址總線 ,尋址範圍是2的32次方byte 也就是尋址空間為4GB, 這個和你電腦內存沒關係,你電腦內存哪怕只有100M,他的尋址空間照樣是4GB, 64 和 128的尋址空間就是2的64次方 和2的128次方 這估計是你想要知道...

話題1:有128位操作系統的電腦嗎,介紹一下品牌,型號

回答:沒有,一個操作系統還要有相應的硬件支持,win7的出現本身就引發了硬件以及相關軟件的革命。128位的系統預計還會有很長一段時間,微軟發佈win7,預計安裝的電腦會在2年內達到90%以上,結果和預想差距實在太大,所以停止更新xp服務,不在授權預裝...

話題0:你們覺得什麼時候才會發明出128位操作系統 當然是...

回答:估計不會發明的,32位系統內存支持理論最大隻有2的32次方,也就是4GB,而64位最大支持2的64次方,就是17179869184G,照現在發展的尿性,系統內存只會越佔越小,不會太大,所以大於64位的除了超算估計沒有人會有用。

話題1:有128位操作系統的電腦嗎,介紹一下品牌,型號

回答:128位的系統,估計體積都得十幾個g,開個機十幾分鍾,費力不討好

話題2:電腦系統常見32位64位,但128位是什麼東西啊!

回答:現在的硬件遠遠達不到64位的上限,包括集群服務器,微軟官方的FAQ說到 在內存沒有超過 171億GB之前 ,都不會發布128位的操作系統。估計就算是到時候走了 也應該是UNIX先上

話題1:請問筆記本的64位操作系統和128位操作系統有什麼不同

回答:汗!操作系統只有32位(x86)和64位(x64),64位兼容32位的軟件,如果在64位系統使用64位的軟件,那麼軟件的效率會比32位高很多,但是現在的64位軟件不太多,另外就是支持的內存大小不一樣,一般非服務器的32位系統支持的內存不足4G,64位理論...

話題0:有128位的處理器或系統嗎

回答:電腦上目前還沒有128位處理器和系統,目前電腦上最高的為64位處理器和64位系統。 64位處理器技術是相對於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...

話題1:現在有沒有128位操作系統?

回答:現在才都是64位的操作系統,就算有,也不是民用的。


30秒爆笑


沒有128位的操作系統的原因是沒有128位的cpu,所以這個問題就直接變成了為什麼沒人開發128位的通用cpu了。

是不是從來沒有過128位的處理器呢,答案是否。專業尤其是圖形領域使用超過64bit的值還是有的。

處理器bit位寬作用主要是為了提升尋址能力,尋址可以簡單理解為cpu通過一個寄存器的值來決定自己在內存中操作什麼位置的數據,那麼這個值越大能直接訪問的範圍就越大。比如32位操作系統只能訪問4g內存,這就是位寬限制導致的。可以使用變通的方法來訪問更多的內存哈,但是那樣就降低了運行效率。各位知道當前64位cpu已經可以直接尋址18.45EB(近似等於18後面加6個零的TB,大家現在用的內存是幾十到一百g,也就是0.1TB,現在主流硬盤容量是3、4TB)的數據了,而當前我們還完全沒有必要用這麼大的內存,所以64位夠用很久(基本這一條就夠了)。

第二個是運算能力,實際上高bit的cpu寄存器保存的值的範圍更大。當前64位處理器所能處理的數值滿足人類絕大多數需要。不滿足的那部分以前也是靠幾個數一起實現的,這種場景太少了。結果就是當前64位處理器絕大多數運算場景下一次取值就夠了,再大也沒有任何意義,不能提升運算速度。

兩個最大的優點完全用不上,缺點就不說了,手機碼字眼睛累,通過上面的內容大家就可以得出結論,當前需求下128位cpu並不能獲得比64位更大的優勢,那麼沒有優點的東西是不會有人生產的,估計64位系統還會存在很長一段時間。


當前暱稱已經存在瞭


第一、對於32位操作系統其實更適合我們日常使用,我們辦公、學習32位就夠了。

第二、目前為止32位操作系統是最佳的兼容系統,因為大多數軟件都是基於32位系統開發的,如果用其他的位數的系統容易出現不兼容,而且一般人根本就查不出來問題所在。

第三、與內存尋址有關係,大家都知道32位操作系統最高支持4GB內存,而64位操作系統最小支持4G,也就是說如果128位的cpu研發出來後你是選擇32、64位操作系統還是選擇128位操作系統?如果選擇32、64位操作系統的話那128位的CPU就像一匹大馬拉著個兒童車在跑,如果你選擇128位操作系統(如果有的話)那最小內存會支持多大?這樣一來還加大了內存的成本。

但如果是大型國家級的超級電腦,當然是不差錢啦~


小葵日記


誰說沒有的呢。有的,也就是大名鼎鼎的PS系列。

當時的CPU基本是西方人制作的,然後日本人摻和撿來了。有部分原因是想保證國產。由於日本特殊的島國單一民族心理,即使都去做同一件事情,那也要有不同之處。

操作系統一般要根據CPU來定製,我們現在常用的CPU就兩家,AMD和inter的。他們當時的CPU架構都是32位的,因此操作系統也是32位的。後來由於其他配置的升級,CPU變成64位的。但是,索尼一開始就玩的128位的CPU架構。我們之所以沒見過128位的PC操作系統,是因為索尼的CPU只自己用,不出售的。

32位系統指的是系統可以讀取當地數值的極限是2^32。大約是42億。換算成byte就是4G。這也是32位系統的內存上限。64位系統的讀取上限是2^32^32。即40億的32次方。這個數字有多大我沒算過,但是應該超過20位數。遠超過現在計算機配置的數值。也就沒誰回去做更高級的128位地位CPU架構。因為用不到。


分享到:


相關文章: