อ่าน 5 นาที
การประมวลผล 32 บิต
การประมวลผลแบบ 32 บิต หมายถึง สถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์ ที่มี โปรเซสเซอร์ หน่วย ความจำ และส่วนประกอบหลักอื่นๆ ที่ทำงานกับหน่วยข้อมูล 32 บิต [ 1 ] [ 2 ]...
การประมวลผล 32 บิต
| ความกว้างบิตของสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์ |
|---|
| นิดหน่อย |
| แอปพลิเคชัน |
| ความแม่นยำของเลขทศลอยไบนารี |
| ความแม่นยำของเลขทศนิยมแบบจุดลอยตัว |
การประมวลผลแบบ 32 บิตหมายถึงสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์ที่มีโปรเซสเซอร์หน่วยความจำและส่วนประกอบหลักอื่นๆ ที่ทำงานกับหน่วยข้อมูล 32 บิต[ 1 ] [ 2 ]เมื่อเปรียบเทียบกับความกว้างของบิตที่เล็กกว่า คอมพิวเตอร์ 32 บิตสามารถคำนวณขนาดใหญ่ได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นและประมวลผลข้อมูลได้มากขึ้นต่อรอบสัญญาณนาฬิกา ตั้งแต่ช่วงปี 1980 ถึงประมาณปี 2006 คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล 32 บิตทั่วไปมี บัสแอดเดรส 32 บิต ทำให้ สามารถเข้าถึงRAM ได้มากถึง 4 GiB [ 3 ]
การออกแบบ 32 บิตถูกนำมาใช้ตั้งแต่ยุคแรกเริ่มของการคำนวณทางอิเล็กทรอนิกส์ ทั้งในระบบทดลองและใน ระบบ เมนเฟรมและมินิคอมพิวเตอร์ ขนาดใหญ่ ไมโครโปรเซสเซอร์แบบไฮบริด 16/32 บิตตัวแรกคือ Motorola 68000เปิดตัวในช่วงปลายทศวรรษ 1970 และถูกนำไปใช้ในระบบต่างๆ เช่นMacintosh รุ่นแรก ไมโครโปรเซสเซอร์แบบ 32 บิตเต็มรูปแบบ เช่นHP FOCUS , Motorola 68020และIntel 80386เปิดตัวในช่วงต้นถึงกลางทศวรรษ 1980 และกลายเป็นที่นิยมอย่างมากในช่วงต้นทศวรรษ 1990 โปรเซสเซอร์รุ่นนี้ทำให้เกิดการใช้งานเวิลด์ไวด์เว็บอย่างแพร่หลาย เป็น ครั้ง แรก แม้ว่าสถาปัตยกรรม 32 บิตจะยังคงใช้กันอย่างแพร่หลายในแอปพลิเคชันเฉพาะ แต่ตั้งแต่ช่วงกลางทศวรรษ 2000 เป็นต้นมา พีซีสมาร์ทโฟนและเซิร์ฟเวอร์ได้เปลี่ยนไปใช้64 บิตโดยใช้สถาปัตยกรรมเช่นx86-64ซึ่งหน่วยความจำที่ติดตั้งในคอมพิวเตอร์ระดับเริ่มต้นมักเกินขีดจำกัดของแอดเดรส 32 บิตที่ 4 GiB
ช่วงสำหรับจัดเก็บจำนวนเต็ม
รีจิสเตอร์ 32 บิตสามารถเก็บค่าที่แตกต่างกัน ได้ 2³² ค่า ช่วงของ ค่า จำนวนเต็มที่สามารถเก็บได้ใน 32 บิตนั้นขึ้นอยู่กับวิธีการแสดงผลที่ใช้ ด้วยวิธีการแสดงผลที่ใช้กันทั่วไปสองวิธี ช่วงของค่าคือ 0 ถึง4,294,967,295 ( 2³² − 1) สำหรับการแสดงผลเป็นเลขฐานสอง ( ไม่มีเครื่องหมาย ) และ −2,147,483,648 (−2³¹ )ถึง2,147,483,647 ( 2³¹ − 1) สำหรับการแสดงผลแบบสองคอมพลีเมนต์
หมายความว่าโปรเซสเซอร์ที่มีแอดเดรสเชิงตรรกะหรือเสมือน 32 บิต สามารถเข้าถึงพื้นที่แอดเดรส ที่สามารถระบุไบต์ได้สูงสุด 4 GiB โดยตรงโปรเซสเซอร์ที่มีแอดเดรสทางกายภาพ 32 บิต สามารถเข้าถึง หน่วยความจำหลักที่สามารถระบุไบต์ได้สูงสุด 4 GiB โดยตรงโปรเซสเซอร์ 32 บิต ไม่จำเป็นต้องใช้แอดเดรสทางกายภาพ 32 บิตเสมอไป และการใช้งานที่ใช้แอดเดรสมากกว่าหรือน้อยกว่านั้นก็มีอยู่[ 4 ]
ประวัติทางเทคนิค

ในปี ค.ศ. 1948 คอมพิวเตอร์อิเล็กทรอนิกส์แบบเก็บโปรแกรมเครื่องแรกที่เรียกว่าManchester Babyใช้สถาปัตยกรรม 32 บิต แม้ว่าจะเป็นเพียงต้นแบบและมีประสิทธิภาพในการใช้งานจริงน้อยมาก มันเก็บข้อมูลได้เพียง 32 คำ (32 บิตต่อคำ) บนหลอดวิลเลียมส์และไม่มีการดำเนินการบวก มีเพียงการลบเท่านั้น
หน่วยความจำ วงจรดิจิทัลอื่นๆและสายไฟมีราคาแพงในช่วงทศวรรษแรกของสถาปัตยกรรม 32 บิต (ช่วงปี 1960 ถึง 1980) [ 5 ] ตระกูลโปรเซสเซอร์ 32 บิตรุ่นเก่ามักมีการประนีประนอมและข้อจำกัดมากมายเพื่อลดต้นทุน ซึ่งอาจรวมถึง ALU 16 บิตหรือบัสที่แคบกว่า 32 บิต ซึ่งจำกัดขนาดหน่วยความจำหรือลดความเร็วในการทำงาน
โปรเซสเซอร์รุ่นแรกๆ เหล่านี้ยังคงเป็น32 บิตโดยมีรีจิสเตอร์ 32 บิตและคำสั่งสำหรับจัดการปริมาณ 32 บิต ตัวอย่างเช่นIBM System/360 Model 30มี ALU 8 บิต เส้นทางข้อมูลภายใน 8 บิต และเส้นทางไปยังหน่วยความจำ 8 บิต[ 6 ]และMotorola 68000 รุ่นดั้งเดิม มี ALU ข้อมูล 16 บิตและบัสข้อมูลภายนอก 16 บิต แต่มีรีจิสเตอร์ 32 บิตและชุดคำสั่งที่เน้น 32 บิต การออกแบบ 68000 บางครั้งเรียกว่า16/32บิต[ 7 ]
อย่างไรก็ตาม ในทางกลับกัน มักจะเป็นจริงสำหรับการออกแบบ 32 บิตรุ่นใหม่กว่า ตัวอย่างเช่น โปรเซสเซอร์ Pentium Proเป็นเครื่อง 32 บิต มีรีจิสเตอร์ 32 บิต และคำสั่งที่จัดการปริมาณ 32 บิต แต่มีบัสแอดเดรสภายนอกกว้าง 36 บิต ทำให้มีพื้นที่แอดเดรสมากกว่า 4 GB และมีบัสข้อมูลภายนอกกว้าง 64 บิต ทำให้สามารถดึงคำสั่งและข้อมูลล่วงหน้าได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น[ 8 ]ในทำนองเดียวกันPowerPC 604เป็นเครื่อง 32 บิตที่มีบัสข้อมูลภายนอก 64 บิต[ 9 ]
สถาปัตยกรรม
สถาปัตยกรรมชุดคำสั่ง 32 บิตที่โดดเด่นซึ่งใช้ในการคำนวณทั่วไป ได้แก่IBM System/360 , IBM System/370 (ซึ่งมี การกำหนดแอดเดรส 24 บิต ), System/370-XA , ESA/370และESA/390 (ซึ่งมี การกำหนดแอดเดรส 31 บิต ), DEC VAX , NS320xx , ตระกูล Motorola 68000 (สองรุ่นแรกมีการกำหนดแอดเดรส 24 บิต), Intel IA-32เวอร์ชัน 32 บิตของ สถาปัตยกรรม x86และสถาปัตยกรรมARM , [ 10 ] SPARC , MIPS , PowerPCและPA-RISC เวอร์ชัน 32 บิต สถาปัตยกรรมชุดคำสั่ง 32 บิตที่ใช้สำหรับการคำนวณแบบฝังตัว ได้แก่ ตระกูล 68000 และสถาปัตยกรรม ColdFire , x86, ARM, MIPS, PowerPC และInfineon TriCore
แอปพลิเคชัน
บนสถาปัตยกรรม x86 แอปพลิเคชัน 32 บิตโดยทั่วไปจะใช้ พื้นที่แอดเดรสเชิงเส้น 32 บิตที่สามารถทำได้ด้วยชิป80386และชิปรุ่นต่อมา คำนี้เกิดขึ้นเนื่องจากMS-DOS , WindowsและOS/2 [ 11 ]เดิมเขียนขึ้นสำหรับไมโครโปรเซสเซอร์8088/8086หรือ80286แบบ16 บิต ที่มีพื้นที่แอดเดรส แบบแบ่งส่วนซึ่งโปรแกรมต้องสลับระหว่างส่วนต่างๆ เพื่อเข้าถึงหน่วยความจำมากกว่า 64 กิโลไบต์ทำให้ประสิทธิภาพลดลงการเขียนโปรแกรมด้วยส่วนต่างๆ นั้นซับซ้อน ต้องใช้คำหลักพิเศษหรือแบบจำลองหน่วยความจำในภาษาแอสเซมบลีและภาษาระดับสูง
80386 และรุ่นต่อมาสนับสนุนเซกเมนต์ 16 บิตของ 80286 โดยใช้เทคนิคเดียวกับออฟเซ็ตแอดเดรส 32 บิต หากแอดเดรสฐานของเซกเมนต์ 32 บิตทั้งหมดถูกตั้งค่าเป็น 0 และไม่ได้ใช้รีจิสเตอร์เซกเมนต์อย่างชัดเจน การแบ่งเซกเมนต์จะถูกลืมไป และโปรเซสเซอร์จะปรากฏเหมือนมีพื้นที่แอดเดรส 32 บิตเชิงเส้นแบบง่ายๆระบบปฏิบัติการเช่น Windows หรือ OS/2 ให้ความเป็นไปได้ในการเรียกใช้โปรแกรม 16 บิต (แบบแบ่งเซกเมนต์) เช่นเดียวกับโปรแกรม 32 บิต ความเป็นไปได้แบบแรกมีไว้เพื่อความเข้ากันได้กับเวอร์ชันก่อนหน้าและแบบหลังมักมีไว้สำหรับการพัฒนาซอฟต์แวร์ใหม่[ 12 ]
รูปภาพ
ภาพดิจิทัล 32 บิตโดยทั่วไปหมายถึง พื้นที่สี RGBAซึ่งแต่ละพิกเซลใช้ 8 บิตสำหรับสีแดง สีเขียว สีน้ำเงิน และความโปร่งใสรูปแบบภาพอื่นๆ เช่นRGBEก็ใช้ 32 บิตต่อพิกเซลเช่นกัน
ในภาพดิจิทัล 32 บิตบางครั้งหมายถึง รูปแบบ ภาพที่มีช่วงไดนามิกสูง (HDR) ซึ่งใช้ 32 บิตต่อช่องสัญญาณ รวมเป็น 96 บิตต่อพิกเซล ภาพ 32 บิตต่อช่องสัญญาณใช้เพื่อแสดงค่าได้อย่างแม่นยำกว่าที่ พื้นที่สี sRGBอนุญาต ความแม่นยำนี้สามารถใช้เพื่อรักษารายละเอียดได้มากขึ้นเมื่อทำการแก้ไขภาพ
รูปแบบไฟล์
รูปแบบไฟล์ 32 บิต คือรูปแบบไฟล์ไบนารี ที่ข้อมูลพื้นฐานแต่ละอย่างถูกกำหนดไว้บน 32 บิต (หรือ 4 ไบต์ ) ตัวอย่างของรูปแบบดังกล่าวคือEnhanced Metafile Format
ดูเพิ่มเติม
- เครื่องเล่นเกมคอนโซลรุ่นที่ห้าแพลตฟอร์มเกมที่ใช้การประมวลผลแบบ 32 บิต
- คำ (สถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์)
- ส่วนขยายที่อยู่ทางกายภาพ (PAE)
ลิงก์ภายนอก
- วิธีการทำงานของสิ่งต่างๆ "บิตและไบต์ทำงานอย่างไร"
- "เคน คอลเบิร์น บน LockerGnome.com: Windows 32 บิต เทียบกับ Windows 64 บิต "เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อ 30 มีนาคม 2016
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ การประมวลผล 32 บิต
การประมวลผลแบบ 32 บิต หมายถึง สถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์ ที่มี โปรเซสเซอร์ หน่วย ความจำ และส่วนประกอบหลักอื่นๆ ที่ทำงานกับหน่วยข้อมูล 32 บิต [ 1 ] [ 2 ]...
ช่วงสำหรับจัดเก็บจำนวนเต็ม
รีจิสเตอร์ 32 บิตสามารถเก็บค่าที่แตกต่างกัน ได้ 2³² ค่า ช่วง ของ ค่า จำนวนเต็มที่ สามารถเก็บได้ใน 32 บิตนั้นขึ้นอยู่กับ วิธีการแสดงผล ที่ใช้ ด้วยวิธีการแสดงผลที่ใช้กันทั่วไปสองวิธี ช่วงของค่าคือ 0 ถึง 4,294,967,295 ( 2³² − 1) สำหรับการแสดงผลเป็น เลขฐานสอง (...
ประวัติทางเทคนิค
ในปี ค.ศ. 1948 คอมพิวเตอร์อิเล็กทรอนิกส์ แบบเก็บโปรแกรมเครื่องแรกที่เรียกว่า Manchester Baby ใช้สถาปัตยกรรม 32 บิต แม้ว่าจะเป็นเพียง ต้นแบบ และมีประสิทธิภาพในการใช้งานจริงน้อยมาก มันเก็บข้อมูลได้เพียง 32 คำ (32 บิตต่อคำ) บน หลอดวิลเลียมส์...
สถาปัตยกรรม
สถาปัตยกรรมชุดคำสั่ง 32 บิตที่โดดเด่นซึ่งใช้ในการคำนวณทั่วไป ได้แก่ IBM System/360 , IBM System/370 (ซึ่งมี การกำหนดแอดเดรส 24 บิต ), System/370-XA , ESA/370 และ ESA/390 (ซึ่งมี การกำหนดแอดเดรส 31 บิต ), DEC VAX , NS320xx , ตระกูล Motorola 68000...