การประมวลผล 32 บิต
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 โดยตรง โปรเซสเซอร์ที่มีแอดเดรสทางกายภาพ 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 และสถาปัตยกรรมColdFire , 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