Aké sú výhody použitia 128-bitového operačného systému v nižších bit verziách pre zvýšený výkon a bezpečnosť?

Aj keď sa často diskutuje o koncepcii „128-bitového operačného systému“, je dôležité pochopiť, že v spotrebiteľskom priestore v skutočnosti neexistuje. . V súčasnosti pracujeme v 64-bitovom svete. Skok z 32-bitového na 64-bitovo poskytol významné výhody, ale skok na 128-bit by neposkytol rovnaký druh ľahko realizovaných výhod.

Rozdeľme hypotetické výhody a prečo sa nenaplnili:

Hypotetické výhody (ak existuje životaschopný 128-bitovo OS):

* výrazne zvýšená adresovateľná pamäť: Toto je najväčšia a najčastejšie citovaná výhoda.

* 32-bit: Dokáže vyriešiť maximálne 4 GB pamäte RAM. Toto sa stalo vážnym problémom.

* 64-bit: Môže adresovať 2^64 bajtov (16 exabajtov) RAM. Je to ďaleko za hranicami toho, čo je v súčasnosti praktické alebo cenovo dostupné pre väčšinu systémov.

* 128-bit: Dokáže osloviť ohromne veľké množstvo RAM (2^128 bajtov). Hovoríme o stupnici, ktorá má prakticky zmysel so súčasnou technológiou. Pokiaľ ide o kontext, je to viac pamäte, ako by sa mohlo použiť aj najväčšími superpočítačmi v dohľadnej budúcnosti.

* dopad: S teoreticky nekonečnou pamäťou by aplikácie mohli načítať masívne súbory údajov do RAM, aby sa veľmi rýchlo dostal do RAM. Predstavte si spracovanie celých genómových sekvencií, simulovanie zložitých fyzikálnych javov na atómových úrovniach alebo prevádzkovanie obrovských modelov AI bez výmeny na disk.

* Vylepšený výkon pre veľmi veľké súbory údajov: Väčšie typy údajov by sa mohli spracovať efektívnejšie. Namiesto toho, aby ste museli rozbiť veľké počty na menšie kúsky (napr. Predstavovať veľké celé číslo pomocou viacerých 64-bitových celých čísel), 128-bitový OS by ich mohol natívne zvládnuť. To by mohlo viesť k určitým ziskom výkonu v špecializovaných aplikáciách.

* vylepšená bezpečnosť (teoreticky): Väčšie adresné priestory by teoreticky mohli útočníkom sťažiť využívanie zraniteľností pamäte.

* Randomizácia rozloženia adresy (ASLR): Táto bezpečnostná technika náhodne náhodne umiestnenie kľúčových dátových štruktúr v pamäti, aby útočníci sťažili predpovedať, kde ich nájsť. 128-bitový adresárový priestor by ponúkol astronomicky väčší rozsah pre ASLR, čo sťažuje vykonanie využívania.

* Overenie ukazovateľa: 128-bitová architektúra by mohla potenciálne použiť niektoré z ďalších bitov v ukazovatele (adresy pamäte) na ukladanie informácií o autentifikácii. To by pre útočníkov mohlo sťažiť manipuláciu s ukazovateľmi.

Prečo sa tieto výhody nenaplnili (a prečo je 128-bit nepravdepodobné):

* Znižujúce sa návraty: Posun z 32-bitového na 64-bitového poskytla podstatnú a okamžite použiteľnú výhodu:prístup k väčšiemu počtu RAM. Teoretické výhody 128-bitového sú doteraz odstránené od súčasných technologických obmedzení, že práve teraz ponúkajú malý praktický prínos *.

* zložitosť a náklady:

* Hardvérový dizajn: Navrhovanie a výroba 128-bitových CPU by boli výrazne zložitejšie a drahšie ako 64-bitové CPU.

* Vývoj softvéru: Prepísanie existujúceho softvéru (operačné systémy, aplikácie, ovládače) na úplné využitie 128-bitovej architektúry by bolo monumentálnou úlohou, ktorá si vyžadovala značné investície a úsilie. Aktuálna 64-bitová kódová základňa je obrovská.

* Vývoj kompilátora: Na efektívne generovanie 128-bitového kódu by boli potrebné nové kompilátory.

* Nedostatok potreby v reálnom svete: Nie sme * v súčasnosti obmedzenými obmedzenými obmedzeniami priestoru akýmkoľvek významným spôsobom. 64-bitové systémy dokážu zvládnuť oveľa viac pamäte, ako je prakticky použiteľné. Problémy, ktorým dnes čelíme pri výpočte, viac súvisia s výkonom spracovania (CPU/GPU), účinnosťou algoritmu, správou údajov a šírkou pásma siete, nie s veľkosťou adresného priestoru.

* Alternatívne riešenia: Mnohé z teoretických výhod 128-bitových je možné riešiť inými prostriedkami, napríklad:

* Advanced Memory Management: Techniky šikovnej správy pamäte, ako je kompresia virtuálnej pamäte a kompresia pamäte, môžu lepšie využívať dostupné RAM.

* Distribuované výpočty: Namiesto toho, aby ste sa pokúšali zmestiť všetko do pamäte jedného stroja, môžete distribuovať pracovné zaťaženie na viacerých strojoch (napr. Klaster cloud computing).

* Špecializovaný hardvér: Pre úlohy, ktoré vyžadujú veľmi veľké množstvo (napr. Kryptografia), je možné použiť špecializované hardvérové ​​urýchľovače.

* Kompatibilita za spätnú väzbu: Zavedenie 128-bitovej architektúry by pravdepodobne prerušilo kompatibilitu s existujúcim 64-bitovým softvérom. Toto je hlavný problém, pretože by si vyžadovalo, aby používatelia nahradili všetok svoj softvér.

v súhrne:

Zatiaľ čo 128-bitové operačné systémy ponúkajú teoretické výhody, pokiaľ ide o adresovateľné vylepšenia pamäť a potenciálne vylepšenia bezpečnosti, súčasný stav technológie a nedostatok naliehavej potreby v dohľadnej budúcnosti veľmi nepravdepodobne zvyšujú. Skok z 32-bitového na 64-bitovo bol poháňaný konkrétnym obmedzením (4 GB RAM Barrier). Skok na 128-bit nevyrieši * aktuálny * problém v reálnom svete. Zdroje sa lepšie zameriavajú na zlepšenie výkonu spracovania, správy pamäte, šírky pásma siete a optimalizácie softvéru v existujúcom 64-bitovom rámci.

• Predchádzajúca strana: Čo je hosting Linux a kde o tom môžete získať viac informácií? 
• Ďalšia strana: Aké sú rôzne typy jadier.C dostupné pre operačné systémy?