為什麼沒有人開發128位的操作系統?

EvaLongoria


目前的電腦應用來看,64位尋址已經基本到頭了,而且未來很久很久的時間內都是夠用的,而且目前還沒有可以訪問128位數據的硬件,主流CPU都是64位處理器,而且未來很長一段時間內也不會出現支持128位的CPU,所以即使微軟能開發出支持128位的操作系統也沒有用。

完整的128位處理器應該是通用寄存器、地址線寬度都是128位的處理器,但是以我們目前的半導體發展速度而言,根本遠遠用不到那麼大的數據吞吐量,如果是做計算?現在已經有AVX這類能提供512位計算能力的寄存器了,對於通用寄存器來說,沒這個必要。

所以,唯一的可能性就是存儲空間不夠,地址線不夠長,我們需要128位地址線,很多人也是在爭論是否需要128位地址線,畢竟電腦發展速度很快,即使現在用不上,未來也會遲早需要128位操作系統,但是我認為這種可能離我們還非常非常遙遠。

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

64位處理器和操作系統已經足以滿足我們的需求,過去32位系統最大隻可以支持4G內存,然而40位的結構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,看看現在家用電腦的主流內存容量不過8G-16G而已,距離1T以上還非常遙遠。

所以說,現在開發128位操作系統就是殺雞用牛刀,費力不討好,對於軟件開發者而言也是一件非常頭痛的事,真等到我們需要128位計算的時候,量子計算機可能都已經普及了。


嘟嘟聊數碼


為什麼沒有人開發128位的操作系統?

這是一個很有趣的問題,因為回答這個問題需要一些想象力。128位操作系統的開發是離不開128位CPU的,所以,請允許我暢想一下,什麼時候會出現128位CPU。

128位CPU的開發條件

咱們先明確一下什麼是128位CPU。這樣的CPU要滿足下面兩個條件

  • 寄存器的大小為128位
  • 地址空間的大小達到128位

使用128位寄存器的CPU已經有了。比如,因特爾酷睿系列SIMD的輸入輸出寄存器。所以第一個條件已經滿足了,128位CPU的出現條件就剩下內存空間是否需要128位尋址了。也就是說,如果目前主流的64位CPU無法滿足內存空間的尋址需求時,就要使用128位CPU了。

128位CPU的尋址空間

64位CPU的尋址空間的上限為16EB(Exabyte),約172億GB(Gigabyte)。128位CPU的尋址空間上限約為2800億YB(Yottabyte),約天文數字GB(因數太大不會算了)。



128位CPU的推測

2018年現在電腦的標配內存大概是8GB左右,到達上限還需要將內存增大23億倍。感覺不太可能了吧。不過35年前,也就是80年代的時候,電腦的內存標配只有64KB跟那個時候相比,現在的內存空間增長了13萬倍。按照這個趨勢我預計70年後,電腦的內存將達到EB的級別,到那時候,64位CPU就該升級到128位了。如果還要問會出現256位CPU嗎?那應該是200年以後的事了,誰知道呢。



或許您覺得沒有必要用這麼大的內存。想想看4k高清的視頻文件動輒就有幾十GB大小,而幾年前在標清的年代這個視頻最多數百MB,短短數年視頻文件的大小已經增加了數萬倍,需求的增長速度要比內存的增加速度還要快得多。我覺得不會等到70年才開發出128位CPU,可能在50年甚至更短的時間裡就會出現。


日衝信息 黃


大多數人沒有意識到的是128位處理器已經存在。它們也存在了幾十年。256位和512位處理器也是如此。問題是它們在現代計算機中並沒有真正的通用作用,因為它就像使用大型氣動錘在牆上放一個小釘子來懸掛圖片。這太過分了。

除了作為Nvidia GTX 280的顯卡外,AMD Radeon R9 290和各種Tesla產品都使用512位內存總線的處理器。因此,硬件已經存在,英特爾還在其x86指令集中引入了一些512位指令。因此,我們今天擁有的硬件應該足夠好,可以一直到512位。

那麼為什麼沒有128位操作系統呢?嗯,這對於通用用途來說太過分了。這是因為位數適用於向其他硬件組件發送和接收數據。每個處理器都有多個引腳和每個時鐘週期,每個引腳可以發送或接收一個比特。8位處理器可以在每個時鐘週期發送或接收一個字節。64位處理器可以一次發送8個字節。如果您要發送大量數字,但是為了充分利用這一點,您需要將各種數據打包在一起,或者通常會發送大量0位數,這是切實可行的。並且發送打包數據意味著另一方需要再次打開它。(打包意味著使用64位,您可以在每個時鐘週期發送8個字節的不同值或4個字或2個DWord值。)

它也用於存儲器地址,而32位將限制為4 GB可直接尋址的內存,64位處理器可達18 Exabytes。那是很多記憶!而使用128位,它甚至可以獲得更多。

所以主要的限制基本上是內存大小,因為64位系統對每個人來說仍然綽綽有餘。大多數計算機不會計算非常大的數字也是有問題的。對於圖形而言,由於圖形CPU需要進行非常複雜的計算,因此具有大量位是很重要的,並且它對於加密目的也可能是實用的。但是更多的位通常不會有太大的改進。

此外,更多位也意味著更多引腳。畢竟,數據需要來回發送。但只要你不需要大量內存,32位和64位系統之間幾乎沒有任何性能提升。現代操作系統成為64位的唯一原因是因為我們需要超過4 GB的RAM。

那麼,128位操作系統呢?好吧,理論上它們已經存在,因為你基本上必須重新編譯任何現有的操作系統以獲得更大的位數。通常意味著指針將從64位變為128位。由於大多數操作系統都是用標準C編寫的,除非一些白痴硬編碼代碼中的指針大小,否則這應該不是問題。(或其他值。)通過對附加彙編代碼的一些更改,將FreeBSD或Linux轉換為128位甚至更多位應該不是一個很大的挑戰。

只是因為沒有太大的收穫......

那麼,128位操作系統是否可行?那麼,如果CPU可以處理128位的數據總線並且具有128位寄存器,那麼肯定。不過,它仍然可以擁有40位地址總線。您只需要一個編譯器,使用處理器可能具有的額外128位指令重新編譯128位硬件。最有可能的是,它甚至不需要更多指令,而只是一個單獨的代碼,表明使用的是128位寄存器而不是64位寄存器。但寄存器的數量通常也限制在非常低的數量。不確定我們是否會看到超過256個可能的寄存器,因此寄存器ID也適合單個字節。但是,如果要將硬編碼值添加到128位寄存器,則可能會有些挑戰。那麼整個操作碼會有點長。但大多數計算機指令,

是的,這會讓你再次感到困惑。但是位數都與需要發送的數據量有關。如果數據可以串行模式發送,那麼1位就足夠了。您的PCI-E x1卡實際上是這樣通信的!USB設備也是如此。有時,您需要發送更多數據,以便增加位數。對於指令,你有足夠的空間有16位,一般8位應該已經足夠了。對於地址,有40位,足以在內存中達到1 TiB。而對於圖形,512位可能甚至不足以滿足最高端用途。儘管如此,當你考慮現有的許多比特幣礦工都使用GPU進行計算時(因為GPU有很多內核和kick-ass數據總線),有一些形式的操作系統可以用於高位系統,但是它通常是定製的。在具有512位數據總線的GPU上創建比特幣礦工並將代碼限制為32位或64位是不切實際的。但它是一個操作系統嗎?


世界科技最前沿


問這個問題的人,思維掉入了陷阱!!

……

舉個例子,如果有人問,為啥諾基亞手機不能用微信?你咋回答?

我直接告訴你答案吧,未來的世界,個人電腦會被徹底淘汰,就像諾基亞手機被智能機淘汰一樣!

未來的世界,一定是雲計算的天下!!說白了,就是超算,5G的天下!

……

目前而言,個人電腦64位已經足夠了,128位?完全沒必要!

但是,雲計算呢?超算呢?別說128位了,512位也不足為奇!這才是未來的世界,這才是未來的方向和潮流!

未來的世界,連接無處不在!還都是1000M起步的寬帶!每個人隨時隨地可以連接到雲計算!用智能手錶,智能手機,智能眼鏡……

你想要64位的計算?沒問題!想要128位的?也沒事!超級計算機都能滿足你的需求!

無限接近於黑客帝國!這就是未來世界!

不會很遠,大概20年內,你一定會感覺到!


hongzhi8


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


其實現在已經有了128位的操作系統,只不過沒有投入市場使用而已。目前市場上主流的操作系統就是64位,之所以不使用128位的操作系統其實也有很多理由,我們來看下:

對於操作系統而言,位數越大需要投入的成本就越大。但是成本往往是很多企業都做不到的。畢竟在科技程度上,能有一絲進展就是很大的成功。更別說從64位直接過渡到128位了,所以,為了不浪費成本一直以來使用的都是64位的操作系統。

64位操作系統剛剛出現沒幾年,從現在的電腦市場情況來看,他的能力完全可以撐起通用的電腦配置。我們在生活中常用的電腦系統基本上都是64位的,少數還在用32位,既然現在這兩個位數的系統已經足夠使用,為什麼還要捨近求遠去追求128位呢?實在是沒有理由。

最後就是128位系統需要的配套產品,128位系統需要什麼呢?需要更大的內存,需要更大的硬件支持。對於用戶來講,雖然電腦是做到了升級,可是這樣的成本並不是值得推薦的。畢竟64位已經用不完,完了去追求一個下大成本的128位操作系統。何必呢?簡直是自己跟自己過不去。

因此,128位的操作系統現在僅僅只能用在局部需要它的電腦上,我們經常用到的電腦實在是沒有必要使用。畢竟64位就已經足夠了,追求128位的實在是有點浪費資源,怎麼想都感覺不值當。


環球科技視界


我們先來看X位操作系統的特徵,就從32位和64位來看。

32位和64位操作系統主要差異在支持的CPU是32位還是64位。而32位CPU和64位CPU主要差異在CPU內部結構,即內部寄存器和運算單元是32位還是64位。而這些對軟件的直接影響就是尋址和數據,32位cpu尋址範圍是32位,單條指令對數據的處理也是32位。這就是32位操作系統的侷限,進程最大尋址空間是4G,無符號整型範圍為0-4G,還有早期windows單文件的最大尺寸也是4G。4G的範圍不論是尋址還是數據計算都是遠遠不能滿足我們的計算要求的,於是就有了64位計算的強烈需求,所以有了64位CPU,隨後操作系統也升級為64位。其實32位CPU就已經考慮32位不能滿足需求而進行了擴展,哪怕最早的32位cpu 386其內部地址總線就是48位的,其浮點運算單元也為64位,隨後奔騰及以上的CPU都支持單指令多數據指令擴展(MMX),將數據運算擴展到128位。

那麼是不是位數越高就越好呢?不盡然,位數越高的CPU對CPU集成度的要求越高,而且64位的數據範圍已經超出了目前我們能夠處理的數據範圍,事實上即使64位操作系統對整型的定義仍然是32位,對長整型的定義才是64位。想象一下,如果我們把數據都存為128位,那麼絕大多數情況下這個數據的高96位都為0,這是不是對存儲空間的巨大浪費。

所以說目前我們沒有必要開發128位的操作系統,而且64位系統也並不意味著我們不能處理128位或者更高位數的數據。


宜時合不


為什麼沒有人開發128位操作系統?這個問題我的回答是沒有必要,也沒有任何實際需求。所以沒有市場需求的應用是沒人去做的。

從應用角度來說明

首先從應用角度來考慮。從最早的16位操作系統說起,這個階段主要是1978年到1995年,16位操作系統開始正式流行,在此期間主要的系統是DOS系統的統治天下,不論是從家庭應用還是科學應用方面,我們的應用程序及計算需求遠沒有現在這麼繁榮,這麼強大,沒有什麼雲概念,什麼大數據之類的,一般的應用程序也才幾十KB,或者幾兆,計算機對於圖形的處理方面也不是很強大,很多都是簡單的浮點運算就能解決很多計算問題,因此對於計算機的緩存及內存等硬件方面要求不是很多。直到出現了有意義的桌面系統及後來逐漸發達的網絡以及遊戲性能的要求,隨著這些複雜應用的崛起,需要更強勁的計算能力來處理更復雜的指令以及數據。從1995年到2005年32微系統逐漸統治了數據江湖,這個時間段就是再各種新興網絡以及娛樂遊戲的催生下,需要更強大的運算處理,因此係統必須升級到32位,讓電腦能支持更多的內存尋址能力,從而能夠在內存中放置更多的處理數據,從而處理複雜及大量的數據。而到了64位系統的時代,目前應該說64位尋址能力的需求基本滿足我們所有工作及娛樂需要,並且在將來更長一段時間都能夠滿足現在應用尋址能力。

從內存尋址方面說明

另一方面操作系統的16位和32位以及64位不是簡單的進位這麼簡單,是平方級別的增加,這是一個很可怕的數字增長,按照理論角度,32位操作系統的最大尋址空間是4294967296(位)=4(GB)的22倍,而64位系統的最大尋址空間是4294967296(位)=32倍,大於1億GB。從中這個數據大家就能看出,就以現在的科學發展速度來看,64位系統再外來真不是計算的發展的瓶頸所在,現在制約著計算發展的主要因素是製程的進步,因此當製程不能再小的時候我們就要考慮其他方式的計算機房展製造模式了。

最後從以上兩個方面來看一是64位完全可以滿足我們應用的需求,二是從內存尋址方面來看再過幾百年也夠我們使用,因此完全沒必要開發128位操作系統


程序小崔


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


問題的關鍵在於使用兼容性。現在我們作為個人用戶,也叫消費者用戶,其實接觸到的技術並非最新的。很多軟硬件技術都是幾年前的,甚至是更長時間以前的。這並不是說軟硬件公司的工程師們沒有開發的能力,而是因為要考慮到大眾用戶的使用習慣,舊產品的兼容性問題。比如微軟,並不是沒有能力開發出128位,甚至是512位的系統,但是這樣的產品開發出來必將導致系統跟現有的硬件和其他的軟件不能兼容!

而操作系統的本質,是溝通硬件和人之間的橋樑,同時也是工具軟件的載體。如果兼容性無法很好的繼承,那麼對於一個操作系統來說,無疑是致命的。所以這也是為什麼大公司不會去面向消費用戶早早去推出一個並不是作用非常大操作系統的原因。

可是對於企業用戶,尤其是一些高科技的企業客戶,因為行業的特殊性質,還是有可能需要用到128位甚至是更高位的操作系統的。這種操作系統就需要進行特殊定製了。

另外就是,操作系統的位數增加了,容量也必然跟著增加起來。


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