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La lunga strada dei 64 bit

24/11/2006
- A cura di
Zane.
Hardware & Periferiche - All'orizzonte si prospetta una piccola ma significativa rivoluzione: vediamo di cosa si tratta..

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Il pezzo che stai leggendo è stato pubblicato oltre un anno fa. AvvisoLa trattazione seguente è piuttosto datata. Sebbene questo non implichi automaticamente che quanto descritto abbia perso di validità, non è da escludere che la situazione si sia evoluta nel frattempo. Raccomandiamo quantomeno di proseguire la lettura contestualizzando il tutto nel periodo in cui è stato proposto.

Nel mondo informatico si prospetta una piccola ma importante rivoluzione evoluzione, sia in campo software che hardware.

Per comprendere al meglio questo passo in avanti, bisogna ricordare il 1993 quando, in seguito al rilascio di NT 3.1, si passò dai 16 bit agli attuali 32: ciò consentì una maggiore potenza di elaborazione ma anche un incremento dei requisiti minimi del sistema. Finalmente però era possibile sfruttare in toto la capacità della architettura x86.

A breve ci ritroveremo ad affrontare un cambiamento simile, anche se non del tutto uguale: ci si prepara ad abbracciare i 64 bit.

Diversamente dal passaggio dai 16 ai 32 bit, questa volta sarà necessario un nuovo hardware, poiché molti dei processori attualmente in circolazione non sono in grado di gestire istruzioni più lunghe di 32 bit: modelli come Duron, Sempron, Athlon XP, Celeron, Pentium 4, Pentium-M, Pentium-D ed ogni altro prodotto temporalmente precedente diverranno presto obsoleti.

Le promesse della nuova tecnologia

Sulla carta i presupposti per un interessante miglioramento sono numerosi: le istruzioni a 64 bit innanzitutto dovrebbero essere nettamente più veloci da elaborare, soprattutto nelle applicazioni che fanno ampio uso di numeri in virgola mobile (floating point): il disegno meccanico, l'animazione 3D, l'editing video, il calcolo scientifico e sicuramente il gaming sono solo alcuni dei campi in cui la nuova tecnologia dovrebbe dare il meglio.

In secondo luogo, i processori a 64 bit offrono un maggior numero di registri interni che dovrebbero ridurre le code e permettere un migliore sviluppo dei problemi paralelizzabili.

Ma la principale novità è costituita dal supporto ad una maggior quantità di RAM gestibile dal sistema. Il limite massimo di memoria indirizzabile dalle CPU a 32 bit è di 4 GB, con una ulteriore limitazione di 2GB per ogni singolo processo: la nuova generazione sulla carta può arrivare a 16 terabyte. Se è vero che per l'informatica domestica 4 GB di RAM sono ancora un limite più che accettabile, sono davvero molti gli ambienti professionali in cui è necessaria una quantità di memoria ben superiore.

Il primo fu Itanium

Alcuni lettori mi hanno segnalato una imprecisione di natura storica in questa trattazione: SjK in particolare, riporta che "Itanium esce dieci anni dopo la commercializzazione del MIPS R4000, il vero primo processore a 64 bit."

Il processore Itanium di Intel, rilasciato nel 2001, è stata la prima CPU al mondo ad elaborare codice a 64 bit. Itanium.gif

Purtroppo però le vendite non sono state brillanti come sperato, soprattutto a causa della mancanza di codice ottimizzato e alla necessità per gli utilizzatori di adattare molte delle proprie applicazioni per poter funzionare correttamente sulla nuova macchina, senza parlare della mancanza di driver adeguati: un cambiamento questo che, in un settore statico come quello nettamente industriale a cui si rivolge il prodotto in questione, ha bruscamente frenato l'arrivo dei 64 bit "puri".

Pochi anni dopo, Intel tenterà nuovamente di aggredire il mercato con una seconda versione di Itanium, denominata Itanium 2: purtroppo però la situazione non è cambiata molto rispetto ad Itanium 1, ed il prodotto deve scontrarsi con i medesimi problemi. Si verificherà di nuovo un flop per le architetture a 64 bit.

AMD e le soluzioni ibride

Arrivando con parecchio ritardo all'architettura 64 bit, AMD ha potuto valutare meglio l'impatto di Itanium sul mercato, rilasciando unità di elaborazione miste, in grado di processare indistintamente codice a 32 o a 64 bit, ottenendo notevoli prestazioni con entrambi i sistemi. AMD_64.gif

Queste valutazioni si sono concretizzate prima in un processore di fascia server come Opteron, e quindi in una versione più adatta al mercato desktop, denominata senza troppa fantasia Athlon 64, naturale evoluzione della linea Athlon XP che tanto successo ha riscosso sul mercato negli anni precedenti.

Le vendite hanno dato ragione ad AMD, piazzando di fatto i sistemi basati su Athlon 64 al terzo posto fra i top seller.

Sebbene i processori ibridi rappresentino un prodotto di transizione verso i 64 bit puri, il flop di Itanium ha dimostrato come il mercato non è ancora pronto ad un balzo diretto verso questa nuova architettura.

Come cambierà il software

Per poter sfruttare appieno la nuova linea di processori, è necessaria anche una profonda riscrittura del software, e in particolare del sistema operativo che deve lanciare istruzioni all'hardware in un formato completamente diverso.

Microsoft, che in un primo momento aveva ipotizzato una versione di Windows 2000 a 64 bit, ha poi posticipato la cosa, vista l'accoglienza tiepida del mercato. Ben conscia delle grandi opportunità che possono derivare da una piccola rivoluzione come questa, il big di Seattle ha deciso solo successivamente di rilasciare versioni "pompate" dei propri sistemi operativi.

Windows 64 bit edition

Le prime edizioni di Windows ad utilizzare codice a 64 bit sono Windows XP 64 bit edition (seguito da una seconda versione, denominata Windows XP 64 bit edition Version 2003) e Windows Server 2003 64 bit edition.

Contrariamente alla versione tradizionale però, il sistema operativo Microsoft a 64 bit è fortemente legato all'architettura sottostante: Windows XP 64 bit edition supporta solo il processore Itanium (ed Itanium 2 con Windows XP 64 bit edition Version 2003). Le funzionalità di compatibilità presenti in entrambi i sistemi operativi supportano comunque anche le applicazioni tradizionali a 32 bit, quali Office e compagnia, anche se, secondo alcune testimonianze, le cose non filano sempre liscie.

Le due versioni di Windows a 64 bit, workstation e server, vengono spinti soprattutto sul mercato high-end e dei progettisti CAD/CAM, ma, seguendo la modesta fortuna di Itanium, ottengono una diffusione piuttosto limitata.

Windows XP 64 bit Edition for 64 bit Extended Systems

Fiutando l'interesse per la nascente architettura AMD, Microsoft rilascia anche una versione riadattata del proprio sistema operativo in grado di girare sui nuovi processori Athlon 64 (Windows XP 64 bit Edition per Athlon 64).

L'abbandono di Itanium viene considerato ormai inevitabile: il gruppo comincia così a concentrarsi specificatamente sulla tecnologia AMD.

Windows x64

La terza generazione di sistemi operativi Microsoft per architetture a 64 bit viene lanciata contestualmente al successo dei processori Athlon 64, le CPU ibride di AMD (Windows a 64 bit è fra noi): il big di Redmond abbandona così Intel ed il suo Itanium.

Nonostante la buona penetrazione degli Athlon 64, la mancanza di driver ed applicazioni ottimizzati oltre ai numerosi problemi di compatibilità con i programmi preesistenti, relegano Windows XP Professional x64 ad una cerchia piuttosto ristretta di smanettoni: l'utenza preferisce ancora affidarsi alla versione a 32 bit di Windows XP, sfruttando la capacità degli Athlon 64 di macinare alla perfezione anche istruzioni a 32 bit.

La controparte server, Windows Server 2003 x64 viene adottata unicamente dalle realtà aziendali più grandi, nonostante Microsoft stessa scelga di migrare tutto il proprio parco macchine (Microsoft abbraccia i 64 bit).

Windows Vista ed i 64 bit

Il prossimo step evolutivo dei 64 bit legati alla piattaforma Windows è chiaramente costituito da Windows Vista.

Non appena disponibile, il sistema operativo Microsoft verrà distribuito in due versioni, una a 32 ed una a 64 bit, ma i due prodotti viaggeranno accoppiati: acquistando una qualsiasi delle edizioni a 32 bit in cui sarà disponibile il sitema operativo (eccezion fatta per Windows Starter), si riceverà anche lo stesso prodotto in versione 64 bit.

Si vocifera che le due versioni saranno distribuite addirittura sullo stesso DVD.

È già ora di aggiornare?

Senza voler menar il can per l'aia, il principale vantaggio di una architettura a 64 bit è quello di poter sfruttare una quantità di memoria RAM impensabile fino ad oggi.

Certamente, mano a mano che verranno sviluppate applicazioni completamente ottimizzate per lavorare a 64 bit si potranno notare anche interessanti miglioramenti prestazionali, ma sicuramente questo processo di migrazione richiederà ancora alcuni anni.

Le dimostrazioni certo non mancano: nel settore videoludico ad esempio, alcune comparative mostrano chiaramente come Windows XP x64 sia paragonabile come performance alla generazione precedente (Windows XP x64 al gioco). Molti altri test in altri ambiti hanno rilevato una situazione analoga.

Se sul fronte prestazionale la situazione è grossomodo di equilibrio, Windows XP x64 mostra invece numerosi problemi di compatibilità, che, per il momento, mi fanno sconsigliare l'adozione del sistema operativo a 64 bit anche in caso l'hardware sottostante sia già compatibile: io stesso continuo a preferire Windows XP Professional nell'edizione a 32 bit, nonostante la mia CPU sia un Athlon 64. Ma il modo migliore per farsi un'idea di un qualsiasi prodotto è quella di testare con mano: Microsoft ha varato un'iniziativa denominata Windows XP x64 Technology Advancement Program che consente di ricevere gratuitamente una copia di Windows XP x64.

Più interessante invece la situazione per il mercato server: per i data center più evoluti, Microsoft mette già a disposizione anche SQL Server 2000 (64 bit), una versione completamente rinnovata del famoso DBMS che, accoppiato alla potenza elaborativa dei processori a 64 bit e alla loro capacità di indirizzare grandi quantità di memoria fisica, ottimizza le performance in modo davvero notevole, minimizzando il flushing dei dati e consentendo un maggior numero di accessi concorrenti.

Exchange 2007 inoltre, verrà distribuito unicamente in versione 64 bit per Windows Server 2003 x64.

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