近い将来に向けて CPU テクノロジにビットを追加しなければならないという実際のプレッシャーはありませんが、将来のコンピューティング タスクによっては最終的にそれが必要になる可能性があります。
32 ビットから 64 ビットへの移行は、消費者向け CPU にとってかなり大きな問題でした。それ以前は、ビットを追加する競争が熱く読まれていましたが、過去 20 年間、私たちは 64 ビットに固執してきました。 CPUの次は何ですか？
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32 ビット プロセッサと 64 ビット プロセッサ
32 ビット プロセッサは 32 ビットの情報を同時に処理できますが、64 ビット プロセッサは 64 ビットを処理できます。これにより、64 ビット プロセッサはより多くの情報を同時に処理できるようになり、パフォーマンスと機能が向上します。
最新のコンピューターとモバイル デバイスのほとんどは 64 ビット プロセッサを使用していますが、一部の古いデバイスにはまだ 32 ビット プロセッサが搭載されているため、32 ビット オペレーティング システムがまだ存在します。 特に、Windows 11 には 32 ビット バージョンがないため、Windows 10 がこれらの古いプロセッサをサポートする最後のバージョンになります。 同様に、Apple の MacOS は 32 ビット アプリケーションのサポートを完全に廃止し、両方の主要なコンピューター プラットフォームが 32 ビットに別れを告げているように見えます。
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ビットサイズと RAM
32 ビット CPU は、データを 32 ビット チャンクで処理するように設計されています。つまり、それぞれが一意のアドレスを持つ 4,294,967,296 (2^32) の個別のメモリ ロケーションにアクセスできます。 ただし、GPU などの他のハードウェア デバイス用にメモリ アドレス空間が予約されているため、32 ビット システムで実際に使用できるメモリは多くの場合 4GB 未満です。 たとえば、GPU に 512MB の VRAM がある場合、3.5GB のシステム RAM しかアドレス指定できません。
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一般に、64 ビット CPU は、対応する 32 ビット CPU よりもはるかに多くのメモリをアドレス指定できます。 64 ビット CPU は、64 ビット チャンクでデータを処理するように設計されており、それぞれが一意のアドレスを持つ 18,446,744,073,709,551,616 (2^64) の個別のメモリ ロケーションにアクセスできます。 理論的には、64 ビット CPU は最大 16 エクサバイト (EB) の RAM をアドレス指定できます。
実際には、64 ビット CPU がアドレス指定できる RAM の量は、オペレーティング システムとコンピューターのハードウェアの物理的な制限によって制限されます。 それにもかかわらず、64 ビット CPU を搭載した最新のコンピューターとサーバーは、32 ビット システムよりもはるかに大量の RAM に対応でき、多くのシステムは数百ギガバイトまたは数テラバイトの RAM をサポートしています。
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CPU が 64 ビットになった理由
より多くの処理能力とメモリのアドレス指定可能性に対する高まる要求を満たすために、プロセッサのアーキテクチャは 32 ビットから 64 ビットに移行しました。 パーソナル コンピュータは 2000 年代初頭に 64 ビット プロセッサを使用し始めましたが、これらのプロセッサは 1990 年代にサーバーやワークステーションで既に利用可能でした。
64 ビット プロセッサは大量のデータを処理でき、より多くのメモリにアクセスできます。 これらは、32 ビット プロセッサと比較して優れたパフォーマンスと効率を提供します。 これが、今日のコンピューターやモバイル デバイスの大半が 64 ビット プロセッサを使用している理由です。
特に CPU コア数の増加により、RAM 容量の増加が必然的に必要になりました。
より高いビットサイズの利点
ビットサイズが大きいほど、より広い範囲の数値が可能になり、科学計算や財務計算など、高い精度が必要なタスクに役立ちます。
ビットサイズが大きくなるとコードのクラックが難しくなるため、暗号化などのタスクのセキュリティを強化することもできます。
ビット数が増えると、プロセッサはより複雑な操作と大量のデータを同時に処理できるようになり、全体的なパフォーマンスと効率が向上します。
ビット サイズを大きくすると、大規模なデータ セットや複雑なアプリケーションとの互換性も向上します。 これは、機械学習やその他の HPC (ハイパフォーマンス コンピューティング) ワークロードにおける重大な問題です。
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128 ビット コンピューターが不要になる理由
コンピューティングの未来を予測することは事実上不可能ですが、128 ビット コンピューターが必要とされない理由がいくつかあります。
- 収益の減少: プロセッサのビット サイズが大きくなるにつれて、パフォーマンスと機能の向上はそれほど重要ではなくなる傾向があります。 つまり、64 ビットから 128 ビットへの改善は、たとえば 8 ビットから 16 ビット CPU への移行ほど劇的ではありません。
- 代替ソリューション: 高いビットサイズを持つ単一の大型プロセッサではなく、複数のプロセッサまたは特殊なハードウェアを使用するなど、処理能力とメモリのアドレス指定可能性を高める必要性に対処する代替方法があるかもしれません。
- 物理的な制限: 技術的または材料的な制約により、複雑な最新の 128 ビット プロセッサを作成することは不可能であることが判明する場合があります。
- コストとリソース: 128 ビット プロセッサの開発と製造は、法外なコストと大量のリソースを消費する可能性があり、大量生産は採算が取れません。
64 ビットから 128 ビットへの移行のメリットが現時点では価値がないことは事実ですが、将来、128 ビット プロセッサの開発を後押しする新しいアプリケーションやテクノロジが登場する可能性があります。
人工知能、量子コンピューティング、またはその他のまだ発見されていないテクノロジのブレークスルーにより、ビットサイズが大きく、より強力なプロセッサの必要性が高まる可能性があります。 テクノロジーの未来は常に不確実であり、今日は不必要またはありそうにないと思われるものも、今後数年で不可欠になる可能性があります。
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