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L’émergence du 64 bits

1 : Introduction 2 : Le 64 bits qu’est ce que c’est ? 4 : Le 64 bits selon AMD 5 : Le 64 bits selon AMD (suite) 6 : AMD64 7 : AMD64 (suite) 8 : Le 64 bits selon IBM 9 : Le PowerPC 970 10 : Le PowerPC 970 (suite) 11 : Conclusion

Le 64 bits, quel intérêt ?

Maintenant que nous avons une vue d’ensemble des apports offerts par une architecture 64 bits se pose la principale question : à quoi tout ça peut bien servir ? Et bien il y a plusieurs utilités mais commençons d’abord par enfoncer une porte ouverte : le passage à une architecture 64 bits ne rend pas automatiquement toutes les applications plus rapides ! C’est évident, mais ça ne fait jamais de mal de le rappeler. En fait il y a même plus de chances que ce soit l’inverse qui se produise. En effet, dans un langage de haut niveau comme le C, la taille d’un int (valeur entière) n’est pas fixée elle dépend de l’implémentation et de la taille par défaut des valeurs manipulées par le microprocesseur. Si le microprocesseur définit une taille par défaut de 64 bits alors tous les int verront leur taille passer à 64 bits, prenant ainsi plus de place en mémoire, notamment en cache qui stockera par conséquent moins de données augmentant la probabilité d’un défaut de cache. Cela nécessitera également plus de bande passante, un point à ne pas négliger car si les bus internes du microprocesseur ont été étendus, la bande passante mémoire elle est restée la même. Pour éviter ce problème AMD a définit une taille par défaut de 32 bits ce qui est suffisant dans la majorité des cas et évite de diminuer les performances des programmes pouvant se contenter de 32 bits.

Bon tout ça c’est bien joli mais ça ne nous dit toujours pas ce qu’apporte le 64 bits dont on nous parle tant. Le premier intérêt de représenter les nombres sur 64 bits c’est de pouvoir manipuler des nombres plus grands. Dans la pratique seules quelques applications en bénéficient vraiment, la plupart du temps il s’agit d’applications de calcul scientifique (comme Maple par exemple). En fait ces applications peuvent très bien utiliser des nombres très grands sur un microprocesseur 32 bits mais pour ça il faut faire appel à des structures de données offertes par des bibliothèques de langages de haut niveau, ce qui engendre évidemment une dégradation sensible des performances. Un autre domaine pouvant bénéficier de l’apport de performances offert par une architecture 64 bits dans la manipulation de grands nombres est celui de la cryptographie.

Vous l’aurez noté le domaine d’application reste assez mince, la cryptographie ou le calcul scientifique n’intéressant qu’un nombre limité de personnes, ce n’est pas facile de communiquer là-dessus lorsqu’on vise un marché grand public. Ainsi si vous regardez des publicités d’Apple ou d’AMD vous remarquerez que le principal point fort vanté est la capacité de se débarrasser de la limite des 4Go de mémoire vive. Comme nous l’avons vu les adresses mémoires ne sont en fait que des données entières, stockées dans les registres et manipulées par les UAL. Par conséquent une architecture 32 bits ne peut manipuler des adresses mémoires supérieures à 232 = 4.3 milliard voilà d’où vient cette limite de 4Go. Avec un processeur 64 bits il devient désormais possible d’adresser 1.8e19 octets soit 18 milliards de milliard d’octets ou encore 18 millions de teraoctets… oui ça fait rêver ! En pratique toutefois ce n’est pas possible : l’espace d’adressage virtuel de l’Athlon64 est limité à 48 bits soit 256 To et à 1 To en pratique. Pour le G5 c’est un peu mieux vu qu’avec un espace d’adressage 42 bits la limite est de 4 To. Je ne sais pas pour vous mais personnellement je devrais pouvoir m’en contenter, dans l’immédiat.

Et que faire de toute cette mémoire ? Au premier abord on peut en effet se poser la question : la plupart des PC disponibles dans le commerce sont aujourd’hui vendus avec 512Mo de mémoire vive, certains « power users » vont bien jusqu’à équiper leur machine de 1Go de RAM (et là je ne peux m’empêcher de penser au disque dur de 1 Go qui équipait mon 486DX2 66 et dont la capacité était considérée comme indécente à l’époque…), mais la limite des 4Go semble encore bien lointaine. C’est certes le cas dans le grand public mais pour les professionnels cette limite approche dangereusement ! Des applications comme les logiciels de type DCC (Digital Content Creation) comme 3D Studio Max ou Maya sont de véritables gouffres à mémoire vive, il en va de même dés que l’on souhaite manipuler de la vidéo par exemple. Et ceci juste dans le monde des stations de travail : des serveurs stockant d’énormes bases de données ont des besoins en mémoire vive encore plus conséquents.

Donc même si aujourd’hui le besoin de 4Go de RAM ne se fait pas sentir par la plupart des utilisateurs, la démarche de se préoccuper de ce problème est nécessaire car les transitions dans le domaine de l’informatique prennent du temps. Par conséquent il vaut mieux commencer dés aujourd’hui à poser les bases pour l’informatique de demain plutôt que de foncer bêtement droit devant en se disant qu’on verra bien lorsqu’on sera confronté au problème.

Sommaire :

  1. Introduction
  2. Le 64 bits qu’est ce que c’est ?
  3. Le 64 bits, quel intérêt ?
  4. Le 64 bits selon AMD
  5. Le 64 bits selon AMD (suite)
  6. AMD64
  7. AMD64 (suite)
  8. Le 64 bits selon IBM
  9. Le PowerPC 970
  10. Le PowerPC 970 (suite)
  11. Conclusion