为什么没有人开发128位的操作系统?

EvaLongoria


目前的电脑应用来看,64位寻址已经基本到头了,而且未来很久很久的时间内都是够用的,而且目前还没有可以访问128位数据的硬件,主流CPU都是64位处理器,而且未来很长一段时间内也不会出现支持128位的CPU,所以即使微软能开发出支持128位的操作系统也没有用。

完整的128位处理器应该是通用寄存器、地址线宽度都是128位的处理器,但是以我们目前的半导体发展速度而言,根本远远用不到那么大的数据吞吐量,如果是做计算?现在已经有AVX这类能提供512位计算能力的寄存器了,对于通用寄存器来说,没这个必要。

所以,唯一的可能性就是存储空间不够,地址线不够长,我们需要128位地址线,很多人也是在争论是否需要128位地址线,毕竟电脑发展速度很快,即使现在用不上,未来也会迟早需要128位操作系统,但是我认为这种可能离我们还非常非常遥远。

我们来看看128位会给我们带来多少组合:

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位处理器和操作系统已经足以满足我们的需求,过去32位系统最大只可以支持4G内存,然而40位的结构可寻址内存就可以达到1TB,这在未来一段时间内都是绰绰有余的,看看现在家用电脑的主流内存容量不过8G-16G而已,距离1T以上还非常遥远。

所以说,现在开发128位操作系统就是杀鸡用牛刀,费力不讨好,对于软件开发者而言也是一件非常头痛的事,真等到我们需要128位计算的时候,量子计算机可能都已经普及了。


嘟嘟聊数码


为什么没有人开发128位的操作系统?

这是一个很有趣的问题,因为回答这个问题需要一些想象力。128位操作系统的开发是离不开128位CPU的,所以,请允许我畅想一下,什么时候会出现128位CPU。

128位CPU的开发条件

咱们先明确一下什么是128位CPU。这样的CPU要满足下面两个条件

  • 寄存器的大小为128位
  • 地址空间的大小达到128位

使用128位寄存器的CPU已经有了。比如,因特尔酷睿系列SIMD的输入输出寄存器。所以第一个条件已经满足了,128位CPU的出现条件就剩下内存空间是否需要128位寻址了。也就是说,如果目前主流的64位CPU无法满足内存空间的寻址需求时,就要使用128位CPU了。

128位CPU的寻址空间

64位CPU的寻址空间的上限为16EB(Exabyte),约172亿GB(Gigabyte)。128位CPU的寻址空间上限约为2800亿YB(Yottabyte),约天文数字GB(因数太大不会算了)。



128位CPU的推测

2018年现在电脑的标配内存大概是8GB左右,到达上限还需要将内存增大23亿倍。感觉不太可能了吧。不过35年前,也就是80年代的时候,电脑的内存标配只有64KB跟那个时候相比,现在的内存空间增长了13万倍。按照这个趋势我预计70年后,电脑的内存将达到EB的级别,到那时候,64位CPU就该升级到128位了。如果还要问会出现256位CPU吗?那应该是200年以后的事了,谁知道呢。



或许您觉得没有必要用这么大的内存。想想看4k高清的视频文件动辄就有几十GB大小,而几年前在标清的年代这个视频最多数百MB,短短数年视频文件的大小已经增加了数万倍,需求的增长速度要比内存的增加速度还要快得多。我觉得不会等到70年才开发出128位CPU,可能在50年甚至更短的时间里就会出现。


日冲信息 黄


大多数人没有意识到的是128位处理器已经存在。它们也存在了几十年。256位和512位处理器也是如此。问题是它们在现代计算机中并没有真正的通用作用,因为它就像使用大型气动锤在墙上放一个小钉子来悬挂图片。这太过分了。

除了作为Nvidia GTX 280的显卡外,AMD Radeon R9 290和各种Tesla产品都使用512位内存总线的处理器。因此,硬件已经存在,英特尔还在其x86指令集中引入了一些512位指令。因此,我们今天拥有的硬件应该足够好,可以一直到512位。

那么为什么没有128位操作系统呢?嗯,这对于通用用途来说太过分了。这是因为位数适用于向其他硬件组件发送和接收数据。每个处理器都有多个引脚和每个时钟周期,每个引脚可以发送或接收一个比特。8位处理器可以在每个时钟周期发送或接收一个字节。64位处理器可以一次发送8个字节。如果您要发送大量数字,但是为了充分利用这一点,您需要将各种数据打包在一起,或者通常会发送大量0位数,这是切实可行的。并且发送打包数据意味着另一方需要再次打开它。(打包意味着使用64位,您可以在每个时钟周期发送8个字节的不同值或4个字或2个DWord值。)

它也用于存储器地址,而32位将限制为4 GB可直接寻址的内存,64位处理器可达18 Exabytes。那是很多记忆!而使用128位,它甚至可以获得更多。

所以主要的限制基本上是内存大小,因为64位系统对每个人来说仍然绰绰有余。大多数计算机不会计算非常大的数字也是有问题的。对于图形而言,由于图形CPU需要进行非常复杂的计算,因此具有大量位是很重要的,并且它对于加密目的也可能是实用的。但是更多的位通常不会有太大的改进。

此外,更多位也意味着更多引脚。毕竟,数据需要来回发送。但只要你不需要大量内存,32位和64位系统之间几乎没有任何性能提升。现代操作系统成为64位的唯一原因是因为我们需要超过4 GB的RAM。

那么,128位操作系统呢?好吧,理论上它们已经存在,因为你基本上必须重新编译任何现有的操作系统以获得更大的位数。通常意味着指针将从64位变为128位。由于大多数操作系统都是用标准C编写的,除非一些白痴硬编码代码中的指针大小,否则这应该不是问题。(或其他值。)通过对附加汇编代码的一些更改,将FreeBSD或Linux转换为128位甚至更多位应该不是一个很大的挑战。

只是因为没有太大的收获......

那么,128位操作系统是否可行?那么,如果CPU可以处理128位的数据总线并且具有128位寄存器,那么肯定。不过,它仍然可以拥有40位地址总线。您只需要一个编译器,使用处理器可能具有的额外128位指令重新编译128位硬件。最有可能的是,它甚至不需要更多指令,而只是一个单独的代码,表明使用的是128位寄存器而不是64位寄存器。但寄存器的数量通常也限制在非常低的数量。不确定我们是否会看到超过256个可能的寄存器,因此寄存器ID也适合单个字节。但是,如果要将硬编码值添加到128位寄存器,则可能会有些挑战。那么整个操作码会有点长。但大多数计算机指令,

是的,这会让你再次感到困惑。但是位数都与需要发送的数据量有关。如果数据可以串行模式发送,那么1位就足够了。您的PCI-E x1卡实际上是这样通信的!USB设备也是如此。有时,您需要发送更多数据,以便增加位数。对于指令,你有足够的空间有16位,一般8位应该已经足够了。对于地址,有40位,足以在内存中达到1 TiB。而对于图形,512位可能甚至不足以满足最高端用途。尽管如此,当你考虑现有的许多比特币矿工都使用GPU进行计算时(因为GPU有很多内核和kick-ass数据总线),有一些形式的操作系统可以用于高位系统,但是它通常是定制的。在具有512位数据总线的GPU上创建比特币矿工并将代码限制为32位或64位是不切实际的。但它是一个操作系统吗?


世界科技最前沿


问这个问题的人,思维掉入了陷阱!!

……

举个例子,如果有人问,为啥诺基亚手机不能用微信?你咋回答?

我直接告诉你答案吧,未来的世界,个人电脑会被彻底淘汰,就像诺基亚手机被智能机淘汰一样!

未来的世界,一定是云计算的天下!!说白了,就是超算,5G的天下!

……

目前而言,个人电脑64位已经足够了,128位?完全没必要!

但是,云计算呢?超算呢?别说128位了,512位也不足为奇!这才是未来的世界,这才是未来的方向和潮流!

未来的世界,连接无处不在!还都是1000M起步的宽带!每个人随时随地可以连接到云计算!用智能手表,智能手机,智能眼镜……

你想要64位的计算?没问题!想要128位的?也没事!超级计算机都能满足你的需求!

无限接近于黑客帝国!这就是未来世界!

不会很远,大概20年内,你一定会感觉到!


hongzhi8


开发128位操作系统并没有什么好处。128位,甚至更高的结构对于某些要求大量数学运算的操作当然有好处,比如制图、密码,或是复杂的系统建模,但是,现在的问题主要针对操作系统。

目前最大的问题是,32位的操作系统最大可寻址内存是4GB。但是,我们不一定非要64位的结构和操作系统解决这个问题。事实上,40位的结构,其可寻址内存就可以达到1TB,这在未来一段时间内都是绰绰有余的。

你要知道,每在结构中增加一位,你能获得的可寻址内存就会翻番。其地址数量就是某个特定位数能构成的所有组合的数量。举个例子:

1位只有两种组合:1和0;

2位有4种组合:00,01,10,11;

3位总共有8种组合:000, 001, 010, 011, 100, 101, 110,或111。

所以从32位晋升到64位,其组合数就从4,294,967,296增加到18,446,744,073,709,551,616,这绝对超出需求了。而且,骤增的不只有可寻址内存,你看看下面的表格就明白了:

64位已经花了我们很长时间。现在,就当娱乐一下,我们来看看128位会给我们带来多少组合:

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

所以说,开发128位操作系统就是杀鸡用牛刀,说是资源过度浪费都不足以表达开发128位的浪费。


小鸽子看世界


其实现在已经有了128位的操作系统,只不过没有投入市场使用而已。目前市场上主流的操作系统就是64位,之所以不使用128位的操作系统其实也有很多理由,我们来看下:

对于操作系统而言,位数越大需要投入的成本就越大。但是成本往往是很多企业都做不到的。毕竟在科技程度上,能有一丝进展就是很大的成功。更别说从64位直接过渡到128位了,所以,为了不浪费成本一直以来使用的都是64位的操作系统。

64位操作系统刚刚出现没几年,从现在的电脑市场情况来看,他的能力完全可以撑起通用的电脑配置。我们在生活中常用的电脑系统基本上都是64位的,少数还在用32位,既然现在这两个位数的系统已经足够使用,为什么还要舍近求远去追求128位呢?实在是没有理由。

最后就是128位系统需要的配套产品,128位系统需要什么呢?需要更大的内存,需要更大的硬件支持。对于用户来讲,虽然电脑是做到了升级,可是这样的成本并不是值得推荐的。毕竟64位已经用不完,完了去追求一个下大成本的128位操作系统。何必呢?简直是自己跟自己过不去。

因此,128位的操作系统现在仅仅只能用在局部需要它的电脑上,我们经常用到的电脑实在是没有必要使用。毕竟64位就已经足够了,追求128位的实在是有点浪费资源,怎么想都感觉不值当。


环球科技视界


我们先来看X位操作系统的特征,就从32位和64位来看。

32位和64位操作系统主要差异在支持的CPU是32位还是64位。而32位CPU和64位CPU主要差异在CPU内部结构,即内部寄存器和运算单元是32位还是64位。而这些对软件的直接影响就是寻址和数据,32位cpu寻址范围是32位,单条指令对数据的处理也是32位。这就是32位操作系统的局限,进程最大寻址空间是4G,无符号整型范围为0-4G,还有早期windows单文件的最大尺寸也是4G。4G的范围不论是寻址还是数据计算都是远远不能满足我们的计算要求的,于是就有了64位计算的强烈需求,所以有了64位CPU,随后操作系统也升级为64位。其实32位CPU就已经考虑32位不能满足需求而进行了扩展,哪怕最早的32位cpu 386其内部地址总线就是48位的,其浮点运算单元也为64位,随后奔腾及以上的CPU都支持单指令多数据指令扩展(MMX),将数据运算扩展到128位。

那么是不是位数越高就越好呢?不尽然,位数越高的CPU对CPU集成度的要求越高,而且64位的数据范围已经超出了目前我们能够处理的数据范围,事实上即使64位操作系统对整型的定义仍然是32位,对长整型的定义才是64位。想象一下,如果我们把数据都存为128位,那么绝大多数情况下这个数据的高96位都为0,这是不是对存储空间的巨大浪费。

所以说目前我们没有必要开发128位的操作系统,而且64位系统也并不意味着我们不能处理128位或者更高位数的数据。


宜时合不


为什么没有人开发128位操作系统?这个问题我的回答是没有必要,也没有任何实际需求。所以没有市场需求的应用是没人去做的。

从应用角度来说明

首先从应用角度来考虑。从最早的16位操作系统说起,这个阶段主要是1978年到1995年,16位操作系统开始正式流行,在此期间主要的系统是DOS系统的统治天下,不论是从家庭应用还是科学应用方面,我们的应用程序及计算需求远没有现在这么繁荣,这么强大,没有什么云概念,什么大数据之类的,一般的应用程序也才几十KB,或者几兆,计算机对于图形的处理方面也不是很强大,很多都是简单的浮点运算就能解决很多计算问题,因此对于计算机的缓存及内存等硬件方面要求不是很多。直到出现了有意义的桌面系统及后来逐渐发达的网络以及游戏性能的要求,随着这些复杂应用的崛起,需要更强劲的计算能力来处理更复杂的指令以及数据。从1995年到2005年32微系统逐渐统治了数据江湖,这个时间段就是再各种新兴网络以及娱乐游戏的催生下,需要更强大的运算处理,因此系统必须升级到32位,让电脑能支持更多的内存寻址能力,从而能够在内存中放置更多的处理数据,从而处理复杂及大量的数据。而到了64位系统的时代,目前应该说64位寻址能力的需求基本满足我们所有工作及娱乐需要,并且在将来更长一段时间都能够满足现在应用寻址能力。

从内存寻址方面说明

另一方面操作系统的16位和32位以及64位不是简单的进位这么简单,是平方级别的增加,这是一个很可怕的数字增长,按照理论角度,32位操作系统的最大寻址空间是4294967296(位)=4(GB)的22倍,而64位系统的最大寻址空间是4294967296(位)=32倍,大于1亿GB。从中这个数据大家就能看出,就以现在的科学发展速度来看,64位系统再外来真不是计算的发展的瓶颈所在,现在制约着计算发展的主要因素是制程的进步,因此当制程不能再小的时候我们就要考虑其他方式的计算机房展制造模式了。

最后从以上两个方面来看一是64位完全可以满足我们应用的需求,二是从内存寻址方面来看再过几百年也够我们使用,因此完全没必要开发128位操作系统


程序小崔


首先是没有支持128位的硬件,128位的操作系统需要128位的处理器支持才行,其次是现在没有必要上128位,用不到。我先来科普下这个计算机的位(bit)操作,这个位数指的是CPU GPRs(General-Purpose Registers,通用寄存器)的数据宽度,64位处理器就是64位指令集就是运行64位数据的指令,也就是说处理器一次可以运行64bit数据。

处理器的位数变化主要有两个好处,可以计算更大的整数、内存地址可以更大(也就是支持更大的内存)。比如从32位处理器到64位处理器,单次可计算的整数范围从2的32次方变为2的64次方,可以支持的内存也变大了,32位处理器可以支持4GB(2的32次方)内存,而64位处理器支持的内存空间变为2的64次方,现在还没有这么大的内存。

如果你不懂,说的再形象一点,处理器要计算一个东西,需要指令和数据,数据在哪呢?一般是需要从内存读取,存储了那么多的数据怎么读取呢?一个国家有那么多人快递怎么找到你的呢?城市+小区+楼号+门牌号,计算机也是差不多的原理,给每个数据编一个地址,然后按照这个地址去读取。这个地址能有多大呢?就是内存的大小,32位处理器只能读取4GB的地址空间,64位处理器就是2的64次方的空间。64位的处理器支持的空间就已经够我们用了,128位显然现在是用不到的。


没有硬件的支持,128位的系统自然也就没有了,有了128位的系统还要有128位的内存,还要有支持128位的软件,不然也没什么意义。从32位的操作系统win95诞生到64位的普及用了大概20年,现在还有很多32位的系统,128位,你真的用得到?其实也不是完全没有,IBM的system 370有部分的128位处理能力,系统就是IBM自己的系统。


萌哈科技


问题的关键在于使用兼容性。现在我们作为个人用户,也叫消费者用户,其实接触到的技术并非最新的。很多软硬件技术都是几年前的,甚至是更长时间以前的。这并不是说软硬件公司的工程师们没有开发的能力,而是因为要考虑到大众用户的使用习惯,旧产品的兼容性问题。比如微软,并不是没有能力开发出128位,甚至是512位的系统,但是这样的产品开发出来必将导致系统跟现有的硬件和其他的软件不能兼容!

而操作系统的本质,是沟通硬件和人之间的桥梁,同时也是工具软件的载体。如果兼容性无法很好的继承,那么对于一个操作系统来说,无疑是致命的。所以这也是为什么大公司不会去面向消费用户早早去推出一个并不是作用非常大操作系统的原因。

可是对于企业用户,尤其是一些高科技的企业客户,因为行业的特殊性质,还是有可能需要用到128位甚至是更高位的操作系统的。这种操作系统就需要进行特殊定制了。

另外就是,操作系统的位数增加了,容量也必然跟着增加起来。


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