Необходимость в 64-битных системах класса Windows. 64-битные процессоры (плюсы и минусы)

 

Тема появления операционных систем от Microsoft с поддержкой 64-битных расширений архитектуры x86 волнует в настоящее время многих. Дело в том, что на рынке уже имеется достаточно большое число процессоров с поддержкой x86-64, однако массовых операционных систем для этой архитектуры нет. В настоящее время владельцы 64-битных процессоров AMD Athlon 64 FX и AMD Athlon 64 вынуждены либо мириться с тем, что их CPU работают "не в полную силу" под управлением 32-битной операционной системы, либо использовать системы семейства Linux, имеющие гораздо меньшую популярность, чем Windows.

Необходимость в 64-битных системах класса Windows, совместимых с архитектурой x86-64, усугубляется ещё и тем, что в ближайшее время, возможность работы с 64-битными расширениями появится и у массовых процессоров от Intel. Как ожидается, выходящие в этом месяце процессоры Intel Pentium 4 XE и Intel Pentium 4 6XX, подобно конкурирующим продуктам от AMD, получат поддержку 64-битных расширений архитектуры x86. Также, в недалёком будущем совместимость с архитектурой x86-64 будет реализована и в бюджетных процессорах Intel Celeron D.
После серии незапланированных задержек, компания Microsoft намеревается выпустить свои операционные системы семейства Windows для процессоров с архитектурой x86-64 в первой половине текущего года. Как ожидается, первая система этого семейства, Windows XP Professional x64 Edition, должна быть анонсирована во время выставки CeBIT, которая традиционно проходит в начале весны. Сейчас же для целей тестирования и ознакомления Microsoft предлагает использовать Release Candidate 1 данной операционной системы, который стал доступен в начале этого года. Именно изучению возможностей Windows XP Professional x64 Edition на примере версии 1289, которая и является RC1, будет посвящена эта статья.

Преимущества Windows XP Professional x64 Edition Очевидно, что выход Windows XP Professional x64 Edition может послужить существенным толчком к развитию рынка как программных продуктов, так и процессоров, поскольку поддержка x86-64 на уровне операционной системы способна дать пользователю весьма ощутимые преимущества.

Сама компания Microsoft выделяет пять основных причин, по которым Windows XP Professional x64 Edition оказывается предпочтительнее распространённых в настоящее время 32-битных операционных систем класса Windows. Во-первых, Windows XP Professional x64 Edition является новой операционной системой, способной работать с 64-битными приложениями, что позволяет увеличить производительность и эффективность обработки данных. Достигается это как тем, что 64-битные приложения могут работать с регистрами общего назначения большей размерности, так и удвоением числа этих регистров по сравнению с классической x86 архитектурой. Во-вторых, благодаря Windows XP Professional x64 Edition становится возможной поддержка гораздо больших объёмов памяти. Так, максимальный размер физической памяти, с которым способна работать эта новая операционная система, составляет 32 Гбайта. Что же касается виртуальной памяти, то её объём в новой OC может достигать 16 терабайт. Таким образом, приложения под Windows XP Professional x64 Edition могут обрабатывать намного большие массивы информации в оперативной памяти. Напомним, что 32-битные версии Windows не могут адресовать более 4 Гбайт памяти и не позволяют выделять более 2 Гбайт памяти на один процесс. Windows XP Professional x64 Edition даёт возможность оставить эти ограничения в прошлом.

В-третьих, неоспоримым преимуществом Windows XP Professional x64 Edition является то, что помимо исполнения 64-битных программ, эта система может работать и с привычными 32-битными программами без ограничения функциональности или потери в скорости. Достигается это при помощи специального x86 эмулятора Windows on Windows 64 (WOW64), встроенного в операционную систему. Также, в числе преимуществ Windows XP Professional x64 Edition Microsoft называет поддержку до двух одно- или двухъядерных x86-64 процессоров, а также хорошо знакомую для разработчиков модель программирования.

Важно понимать, что все основные преимущества Windows XP Professional x64 Edition являются не столько заслугами программистов Microsoft, сколько обусловлены аппаратными возможностями, реализованными в новых процессорах AMD и Intel, поддерживающих 64-битные расширения. В числе этих аппаратных возможностей как раз и следует отметить новый режим процессора (Long 64-bit Mode), в котором реализуется поддержка шестнадцати 64-битных регистров и линейной 64-битной адресации. Обратная совместимость же с 32-битными программами достигается благодаря специальному режиму Compatibility Mode. Именно эти режимы процессоров и способна задействовать новая операционная система Windows XP Professional x64 Edition.

Хотя 64-битные расширения, реализованные в CPU от AMD, называются AMD64, а в продуктах от Intel – EM64T (Extended Memory 64 Technology), они совместимы на программном уровне. То есть, Windows XP Professional x64 Edition способна работать как на процессорах Athlon 64 с поддержкой AMD64, так и на CPU от Intel с поддержкой EM64T семейства Pentium 4. При этом все приложения, разработанные для этой операционной системы должны без проблем функционировать на обеих платформах.

Windows XP Professional x64 Edition v.1289
Мы уже неоднократно рассматривали бета-версии операционной системы Windows XP Professional x64 Edition. В частности, для целей тестирования Microsoft с конца 2003 года последовательно предоставлял версии OC с номерами 1039, 1069 и 1218. Все эти версии последовательно устраняли различные проблемы, и в них добавлялась совместимость с новыми процессорами, обладающими 64-битными расширениями. Однако они всё же были далеки от конечного продукта. Появившаяся же сейчас версия 1289 носит статус Release Candidate 1, и это говорит о том, что она уже близка к финальной. Именно это и явилось причиной нашего желания ещё раз посмотреть на Windows XP Professional x64 Edition и проанализировать, что могут получить владельцы процессоров, обладающих 64-битными расширениями, с выходом новой операционной системы от Microsoft.

В настоящее время RC1 новой операционной системы публично доступен на сайте Microsoft. Здесь, зарегистрировавшись, любой пользователь может получить доступ к тестовой 360-дневной версии Windows XP Professional x64 Edition RC1. Системные требования, которым должен удовлетворять компьютер, чтобы на нём можно было установить эту операционную систему, включают наличие 256 Мбайт памяти; 1.5 Гбайт свободного места на жёстком диске; VGA видеокарты, поддерживающей разрешение как минимум 800x600; СD или DVD ROM; мыши и клавиатуры. Что касается процессоров, то Windows XP Professional x64 Edition совместима с AMD Athlon 64, AMD Opteron, Intel Xeon с поддержкой Intel EM64T и с Intel Pentium 4 с поддержкой Intel EM64T. При этом 64-битные процессоры Intel Itanium c архитектурой IA64 с Windows XP Professional x64 Edition не совместимы. Специально для них существует другая 64-битная операционная система с похожим названием: Windows XP 64-Bit Edition.

Инсталляция Windows XP Professional x64 Edition проходит подобно установке обычных версий Windows XP и никаких проблем не вызывает. После установки операционной системы пользователь сталкивается с проблемой поиска 64-битных драйверов для используемых в системе устройств. 32-битные драйверы, использующиеся в обычных системах семейства Windows XP, для новой ОС не подходят. Ранее мы говорили о том, что 64-битные драйверы для новой операционной системы предлагает пока лишь небольшое число производителей аппаратного обеспечения. К счастью, на сегодняшний день ситуация изменилась. Внушительный список устройств, для которых доступны 64-битные драйверы, доступен тут. Глядя на этот список, можно говорить о том, что практически все распространённые на сегодняшний день устройства обладают 64-битными драйверами. Впрочем, перед инсталляцией Windows XP Professional x64 Edition проверить факт наличия в природе всех необходимых драйверов всё же не помешает.

Сама по себе система Windows XP Professional x64 Edition сильно напоминает обычную Windows XP Professional с интегрированным Service Pack 2. Так, протестированный нами RC1 уже имел Security Center с улучшенным Windows Firewall. Кроме этого, в Windows XP Professional x64 Edition реализована и полноценная поддержка NX-бита. Как и в Windows XP Professional SP2, проверку NX-бита можно отключать для отдельных приложений.

Несколько интереснее обстоит ситуация с программным обеспечением. Что касается нативных 64-битных программ, разработанных для Windows XP Professional x64 Edition, то их число всё ещё остаётся незначительным. Помимо входящих в поставку системы нескольких 64-битных программ, включая 64-битную версию Internet Explorer, доступно лишь ограниченное количество подобного программного обеспечения. Среди Windows программ сторонних разработчиков, уже портированных под архитектуру x86-64, следует отметить браузер Mozilla Firefox, антивирусы Avast Antivirus 4.5 и McAfee Enterprise 8.0i, а также некоторое количество небольших утилит для конфигурирования системы и аппаратного обеспечения. Кроме того, немаловажным фактом является и наличие 64-битной версии бета-версии Microsoft .Net Framework. Несколько слов следует сказать о работе 64-битных версий браузеров. Дело в том, что путешествия в сети Интернет с их использованием несколько осложнены отсутствием 64-битных версий многих популярных плагинов. На сегодня нам неизвестно о существовании иных 64-битных плагинов, помимо Macromedia Flash, Shockwave и Java VM. В результате, многие сайты, например, использующие ActiveX компоненты, в Windows XP Professional x64 Edition приходится просматривать при помощи 32-разрядных версий браузеров. Благо, в комплект поставки с этой операционной системой входит и 32-битный Internet Explorer. Забавно, что в число сайтов, которые не работают с 64-битными браузерами, входит и сайт Windows Update.

Впрочем, особо горевать по поводу отсутствия нативных 64-битных приложений для Windows XP Professional x64 Edition не следует. Сильной стороной этой системы является наличие специального x86 эмулятора Windows on Windows 64 (WOW64), позволяющего исполнять привычное 32-битное программное обеспечение. Практически все 32-битные программы функционируют в Windows XP Professional x64 Edition без каких бы то ни было проблем. Впрочем, совсем без исключений дело не обошлось. Например, в Windows XP Professional x64 Edition не работают 32-битные версии антивирусов, а также, например, система защиты от копирования Starforce, из-за чего в новой операционной системе не запускаются некоторые игры.

Это же касается и старых 16-битных Windows-программ эпохи Windows 3.XX: они в Windows XP Professional x64 Edition не работают вообще.