苹果推动，众厂商强攻64bit处理器为哪般

电子发烧友网12月“处理器与DSP特刊”火热下载中，缺你怎可！

　　2013年9月，苹果公司遵照以往发布产品的规律，推出了最新一代的手机iPhone 5S，除了带来了指纹识别和协同处理器M7等创新技术和应用外，最大的亮点来自于其最新的A7处理器，作为首颗应用在智能手机上的64位处理器，苹果再一次引领了潮流。新产品公布以后，业内处理器巨头高通的前任CMO Anand Chandrasekher曾表示“A7处理器只是苹果营造的一个市场宣传噱头，对用户来说并没有实际意义”。事实是否真如他所言？

　　但随后高通公司对这番言论的澄清和同时段三星将推出64位处理器的传闻，使我们相信移动处理器将进入64位的时代，而日前高通推出旗下的首款64位处理器骁龙410更加坚定了我们的观点，那么，我们为什么需要64位处理器呢？

　　为什么要推64位处理器？

　　在开头，我们可以用一个简单的例子来阐述64位处理器带来的好处：

　　“有一个巨大的图书馆，里面有许多藏书，还有一个管理员帮你找书。管理员有32个助理，他们骑着自行车前去取书，然后交给管理员。某天来了一个借书的人，他想要关于恐龙的所有图书，图书馆有65本相关的书籍，那么助理们要跑三趟。第一趟取来32本，第二趟也是32本，最后一本还要一个助理跑一趟。如果图书馆有64位助理，就只需要跑两趟。假如图书馆有256本相关的图书，32位助理要跑8趟，64位就只跑4趟。”

　　怎样，如此一个简单的譬喻是不让大家对整个概念有了一个初步的了解？

　　而iPhone的运行与此相似，它从内存获得数据，一个时钟周期内32位只能处理32位的数据，64位就可以取得64位的数据，如此一来速度、性能、效率就提高了。

　　具体到技术而言又是如何体现的呢？

　　通常ARM是32位的，即32bit，也就是说，在CPU执行命令的过程中，每条指令以32个比特位来表示，而通常CPU一个时钟周期（就是1/频率）只执行一条指令。而现在呢，每条指令是64位的，也就是说，CPU每一个周期执行的内容比以往多了一倍。

　　下面我们举例说明：

　　指令 add A， B

　　前8位是指令代码，CPU识别为执行加法，后面A和B最多只有32-8=24位，也即是说，后面两个加数分别为12位，表示为十进制最大为4095

　　而现在，总长度为64位，那么A和B加起来为64-8=56位，即A和B分别为28位，表示为10进制最大为268435455。

　　也就是说，原本32bit一条指令最多能计算4095+4095，现在能够计算268435455+268435455，而32位指令要计算这个数据需要加计算6万5千多次，即需花费65000多倍的时间来进行计算。

　　这里只是以加法举例，实际情况十分复杂，但总体上，64bit处理器能够在相同的时间内比32bit处理器做更多更多的事情。 比如众黑关注的内存4G的问题：

　　原本32bit最大表示4294967296=4G，所以跳转范围最大支持4G，无法利用更多的内存。

　　现在64bit最大表示18446744073709551616=18446744073G，所以几乎不存在上限。

　　但是！！内存大小只是其中的一个应用而已，64bit相对32bit优势是很多的！

　　虽然A7能够使处理器脱离4GB的限制，同时还有能力调用更多的内存。但是 iPhone 近期不太可能内置那么大的 RAM，也肯定不会达到 A7 最大可寻址的 256TB 物理内存：

　　既然这样，苹果又何必那么麻烦嵌入64位处理器呢？我们已经在文章开头否定了所谓噱头的观点，我们来进一步探究。

　　就表象来看，64位的A7处理器的性能相较于32位的A6提升一倍，其包含的整数和浮点寄存器也是A6的两倍。为了能让芯片一次载入更多的数据，就意味着必须减少连续的缓存或内存访问，这样的话就会造成核心的计算单元减少保持闲置等待数字处理的时间。

　　为了有效的利用的新芯片的优势，iOS的应用开发者必须利用64位整数计算。同时更能利用ARM的NEON结构。

　　上面阐述的优势对于64位的软件来说是非常好的。但对32位代码而言，苹果也承认，其在A7上的表现不如64位版本的软件那么迅速。这就说明执行64位代码有个缺点：当你的数据单元有两倍那么大时，举个例子，一个长的整数在 A6 芯片的 iPhone 占 4 字节，但在 A7 芯片的 iPhone 就要占到 8 字节。你需要两倍的内存来存储相同大小的信息。

　　因此对于整个生态链而言，只有更多64位的应用才能体现其A7处理器的优势。通过这种硬件革新推动软件进步的观点，是苹果一直以来的经营方式。

　　同时这项巨大的技术进步能为游戏行业带来翻天覆地的变化。最起码，这能带来更丰富的OpenGL ES 3.0图形加速接口和更强悍的图形处理芯片。