Sistema operacional do processador x64 de 32 bits: limitações e o que isso significa

Ter um sistema operacional de 32 bits e um processador x64 honestamente não é a coisa mais comum hoje em dia, embora possa haver usuários que não entendam muito bem quais são as implicações de uma arquitetura de CPU e do sistema operacional. É por isso que vamos fazer este artigo, no qual tudo ficará um pouco mais claro.

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E não existem apenas processadores e sistemas operacionais de 32 e 64 bits, mas também aplicativos. De fato, se olharmos para as principais pastas do sistema, veremos que há a pasta de arquivos e arquivos de programas (x86). O que significa isto? Bem, vamos ver tudo aqui.

O que é arquitetura x86

Vamos começar examinando o básico sobre o que é a arquitetura x86 e qual a influência que ela tem nos processadores.

Como todos sabemos, o processador é um elemento de hardware de um computador composto por inúmeros circuitos integrados a transistores e portas lógicas. Toda essa estrutura compõe o que se torna a unidade central de processamento, na qual milhões e cálculos são realizados a cada segundo, permitindo que as instruções e os programas instalados no disco rígido do nosso computador sejam modelados. O processador é, portanto, o elemento que dá inteligência à nossa equipe e é responsável por fazer com que nossas ações façam sentido.

A arquitetura x86 é basicamente sobre a maneira como os processadores são construídos internamente no nível mais básico - isto é, a maneira como os elementos internos que compõem um processador se comunicam. Esses elementos são os registradores, a unidade aritmética-lógica, o contador de programa etc.

O importante, e que você deve levar em consideração, é que um processador x86 não implica 32 ou 64 bits; esse conceito é algo diferente da arquitetura física do processador. De fato, o primeiro processador construído com a arquitetura x86 foi o Intel 8086, que era uma CPU de 16 bits.

Processador CISC e RISC

Para expandir um pouco, vale a pena saber o que é um processador que funciona com as instruções CISC e RISC, pois tem muito a ver com a arquitetura x86.

Processador CISC

Precisamente, um processador CISC usa a arquitetura x86, sigla para Complex Instruction Set Computer. É um modelo de processador capaz de trabalhar com um conjunto muito amplo de instruções, podendo assim executar operações complexas entre aquelas operadas na RAM e nos registros internos. Essas CPUs são as que sempre foram fabricadas pela Intel e AMD.

Essa arquitetura é direcionada a computadores que trabalham com sistemas operacionais baseados em desktop e que trabalham principalmente com gráficos, uma vez que a complexidade das instruções neles é maior e obtém melhor desempenho. Mas eles têm um problema, e é isso que ter instruções tão complexas dificulta a execução de operações paralelas, com vários núcleos. E por esse motivo, os processadores de hoje também podem converter instruções CISC em RISC. As vantagens dessa arquitetura são que eles são melhores na compilação e compactação de código, e isso facilita a depuração e a execução de programas.

Processador RISC

Por outro lado, um processador com arquitetura RISC, Reduced Instruction Set Computer, apresenta uma gama muito menor de instruções e é mais fácil de executar. Esses processadores são orientados a executar várias instruções em paralelo, segmentadas e, assim, reduzir o número de acessos à memória do sistema.

Esta CPU foi criada pelo PowerPC, por exemplo, para os primeiros sistemas e servidores Unix. Eles executam instruções mais rapidamente e permitem caches maiores. Além disso, a codificação das instruções é mais rápida, pois todo o sistema é mais simples e mais uniforme em termos de variedade de instruções, mas a verdade é que, nas tarefas de programação, a arquitetura RISC é muito mais complexa, exigindo que o profissional use assembler como código fonte.

O que é uma CPU de 32 ou 64 bits

Antes de nos afastarmos do tópico principal sobre processadores, vamos voltar e ver definitivamente as diferenças entre os dois processadores. Além disso, já sabemos que o x86 não tem nada a ver com 32 ou 64 bits; na verdade, os processadores de 64 bits são chamados x86_64, porque é uma arquitetura x86, mas funciona com uma largura de 64 palavras. bits. Oh agora vamos ver.

Ser um processador de 32 ou 64 bits está no comprimento com o qual os dados e instruções são armazenados e processados no processador. Escusado será dizer que a CPU entende apenas sinais elétricos 1/0 de corrente / não corrente, por assim dizer, e cada um desses números é chamado de bits, com apenas dois estados, esses bits se juntam para formar palavras e, assim, aumentar a variedade de instruções graças a combinações multibites.

Em um processador de 32 bits, há palavras que combinam 32 zeros e um enquanto em um de 64 bits, porque essas palavras são duas vezes maiores e, portanto, possuem, digamos, duas vezes mais informações. Isso significa que a capacidade de um processador de 64 bits é multiplicada por dois, podendo executar mais tarefas em menos tempo, mas também tem outras implicações muito importantes em termos de capacidade de memória e endereçamento de instruções.

Limitações do processador x64 de 32 bits do sistema operacional

Existem diferenças físicas e lógicas ao usar um processador de 32 ou 64 bits. E isso afeta diretamente o sistema operacional também. Vamos ver o que são e por que não é recomendável usar arquiteturas diferentes.

Limitação de memória RAM

A primeira diferença está no gerenciamento da memória RAM e também na memória virtual. Se tivermos uma CPU de 32 bits, ela só poderá ler 2 ³² combinações de números, ou seja, 4.294.967.296 células de memória ou o que tem sido de 4 GB de RAM. Enquanto isso, uma CPU de 64 bits teoricamente será capaz de ler 2 dados de ⁶⁴ células, cerca de 16 milhões de Terabytes (16 Exabytes)

O que isso implica ao instalar um sistema operacional de 32 ou 64 bits? Os sistemas operacionais atuais e o hardware disponível não conseguem atingir esses valores devido a limites físicos. Além disso, o Windows 10 Pro é capaz de endereçar apenas 512 GB de RAM. Aparentemente, não teremos problemas, porque as atuais placas-mãe dos PCs suportam cerca de 128 GB de RAM.

De qualquer forma, um PC composto por uma CPU e um sistema operacional de 32 bits suporta apenas 4 GB de RAM, e isso nos afeta diretamente, porque atualmente não podemos praticamente sobreviver com essa pequena quantidade de RAM no nosso PC. E podemos ver isso imediatamente criando uma máquina virtual com uma CPU de 64 bits e um sistema de 32 bits.

Nas propriedades, somos informados de que temos 3, 5 GB de RAM instalada (500 MB são para GPU). Mas se observarmos a outra captura, atribuímos à máquina virtual 6 GB, ou seja, existem dois 2 GB que nem sequer são usados, porque a largura da palavra 32 não é capaz de endereçar mais de 4.294.967.296 células de memória.

De qualquer forma, esses limites para sistemas de 64 bits são muito mais extensos, já vimos 512 GB para o Windows 10 Pro. Mas, em sistemas orientados a servidor, é muito mais estendido, o Windows Server 2016, por exemplo, suporta até 24 TB de RAM, E no Linux acontece exatamente a mesma coisa, embora os sistemas de desktop e servidor suportem vários TB de RAM, é a vantagem de ser um software livre.

Memória virtual para aplicativos

Há também uma limitação na alocação de memória virtual por processo. Cuidado, não estamos falando sobre a memória virtual do sistema, a que alocamos no disco rígido, caso não tenhamos RAM, mas a RAM que é automaticamente atribuída por aplicativos que consomem muitos recursos. Um exemplo disso são aplicativos como o Photoshop, programas BIM ou CAD, nos quais é necessária muita memória para armazenar texturas e processos em segundo plano.

Especificamente, um sistema operacional de 32 bits pode alocar apenas 2 GB de memória virtual para cada programa, enquanto um sistema de 64 bits é teoricamente capaz de alocar até 8 TB.

Compatibilidade de aplicativos

Mas não se trata apenas de abordar a memória RAM, também existem limitações óbvias em relação ao suporte de aplicativos para o sistema operacional. A primeira coisa que podemos fazer para notar é acessar o disco rígido local em um sistema operacional de 64 bits e outro 32.

Se você observar o arquivo de 32 bits, haverá apenas uma pasta para os arquivos de programa, enquanto o arquivo de 64 bits possui duas e, em uma delas, coloque x86. Deveria colocar 32, o caso é que um sistema de 32 bits não suporta aplicativos de 64 bits, enquanto um sistema de 64 bits, sim, podemos instalar aplicativos de 32 e 64 bits.

Fizemos o exemplo com o compressor 7-Zip, baixando a versão x64 para Windows 8 de 32 que instalamos. Vimos que indica imediatamente que esse aplicativo não é suportado. E você dirá que a própria CPU é de 64 bits.Por que não funciona? Bem, porque o sistema operacional é o primeiro a decodificar as instruções que ele enviará para a CPU e, se tiver 32, não poderá trabalhar com 64.

Posso instalar um sistema operacional de 64 bits em uma máquina de 32 bits?

Bem, obviamente não, basta executar o teste baixando uma ISO do Windows e tentando executá-la no seu computador. isso não é possível e imediatamente uma tela aparece indicando você em detalhes.

E, é claro, um sistema de 32 bits pode ser instalado em um computador de 64 bits.

Como saber se tenho uma CPU ou sistema operacional de 64 bits

Até agora você provavelmente já sabe como olhar para isso, graças às capturas de tela que vimos ao longo do artigo, mas se quiser saber mais informações sobre como verificar isso no Windows e Linux, convidamos você a fazê-lo usando este artigo.

De qualquer forma, também não é necessário analisá-lo, pois, por exemplo, se tivermos um computador há cerca de dez anos, teremos 100% de certeza de que serão 64 bits. Hoje, praticamente todos os desktops possuem hardware de 64 bits e só encontramos CPUs de 32 bits para dispositivos tão básicos quanto microcontroladores programáveis, wearables como pulseiras de atividade ou relógios inteligentes, mouses e teclados ou o NAS ocasional ou DAS básico.

Conclusão e recomendações sobre o sistema operacional do processador x64 de 32 bits

Bem, é claro que nossa recomendação é garantir que nosso equipamento tenha 64 bits e sempre instalar um sistema operacional e aplicativos de 64 bits. Isso é básico para poder tirar proveito de todo o poder de nossa equipe e não mantê-lo apenas pela metade ou menos do que suas possibilidades.

Agora deixamos alguns tutoriais e guias interessantes, caso você queira dar uma olhada neles.

Bem, aqui está nosso pequeno artigo, explicando as limitações de um sistema operacional de 32 bits em um processador x64. Se você tiver alguma dúvida ou quiser adicionar algo que está faltando, deixe um comentário abaixo.