Potencia en el cliente y en el servidor de 64 Bits

64 Bits: Potencia en el cliente y en el servidor

 

En arquitectura de computadoras, 64 bits es un adjetivo usado para describir enteros, direcciones de memoria u otras unidades de datos que comprenden hasta 64 bits (8 octetos) de ancho, o para referirse a una arquitectura de CPU y ALU basadas en registros, bus de direcciones o bus de datos de ese ancho.

 

Los microprocesadores de 64 bits han existido en las supercomputadoras desde 1960 y en servidores y estaciones de trabajo basadas en RISC desde mediados de los años 1990. En 2003 empezaron a ser introducidos masivamente en las computadoras personales (previamente de 32 bits) con las arquitecturas x86-64 y los procesadores PowerPC G5.

 

Aunque una CPU puede ser internamente de 64 bits, su bus de datos o bus de direcciones externos pueden tener un tamaño diferente, más grande o más pequeño y el término se utiliza habitualmente para describir también el tamaño de estos buses. Por ejemplo, muchas máquinas actuales con procesadores de 32 bits usan buses de 64 bits (p.ej. el Pentium original y las CPUs posteriores) y pueden ocasionalmente ser conocidas como “64 bits” por esta razón. El término también se puede referir al tamaño de las instrucciones dentro del conjunto de instrucciones o a cualquier otro elemento de datos (p.ej. las cantidades de 64 bits de coma flotante de doble precisión son comunes). Sin más calificaciones, sin embargo, la arquitectura de las computadoras de 64 bits tiene integrados registros que son de 64 bits, que permite procesar (interna y externamente) datos de 64 bits.

 

Muchas CPUs están actualmente (en 2009) diseñadas para que los contenidos de un único registro puedan almacenar la dirección de memoria de cualquier dato en la memoria virtual. Por tanto, el número total de direcciones en memoria virtual la suma total de datos que la computadora puede mantener en su área de trabajo es determinado por el ancho de estos registros. Empezando en los años 1960 con el IBM S/360, luego (entre muchos otros) la computadora VAX  de DEC en los años 1970 y luego con el Intel 80386 a mediados de los años 1980, un consenso de facto instauro que 32 bits era un tamaño conveniente de registro. Un registro de 32 bits significa que se puede referenciar 232 direcciones o 4 gigabytes de RAM. En el momento en que estas arquitecturas fueron concebidas, 4 gigabytes de memoria estaban muy lejos de las cantidades disponibles en instalaciones que se consideraban suficiente “espacio” para direccionamiento. Las direcciones de 4 gigabytes se consideraban un tamaño apropiado con el que trabajar por otra importante razón: 4 mil millones de enteros son suficientes para asignar referencias únicas a la mayoría de  cosas físicamente contables en aplicaciones como bases de datos.

 

Muchos PC de 64 bits del mercado tienen actualmente un límite artificial en la cantidad de memoria que pueden reconocer, pues las limitaciones físicas hacen muy poco probable que se vaya a necesitar soporte para los 16 exabytes de capacidad total. El Mac Pro de Apple, por ejemplo, puede configurarse físicamente con hasta 32 gigabytes de memoria, y por ello no hay necesidad de soportar más allá de esa cantidad. Un núcleo linux reciente (versión 2.6.16) puede ser compilado con soporte para hasta 64 gigabytes de memoria. Según Apple la nueva versión de su sistema operativo teóricamente direcciona 16 Terabytes  limitaciones físicas hacen muy poco probable que se vaya a necesitar soporte para los 16 exabytes de capacidad total. El Mac Pro de Apple, por ejemplo, puede configurarse físicamente con hasta 32 gigabytes de memoria, y por ello no hay necesidad de soportar más allá de esa cantidad. Un núcleo linux reciente (versión 2.6.16) puede ser compilado con soporte para hasta 64 gigabytes de memoria. Según Apple la nueva versión de su sistema operativo teóricamente direcciona 16 Terabytes de memoria.

 

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Historia de 64 Bits de Potencia en el Cliente y en el Servidor

Los microprocesadores de 64 bits han existido en las supercomputadoras desde 1960 y en servidores y estaciones de trabajo basadas RISC desde mediados de los años 1990. En 2003 empezaron a ser introducidos masivamente en las (previamente de ) con las arquitecturas y los procesadores .

 

Aunque una CPU puede ser internamente de 64 bits, su o externos pueden tener un tamaño diferente, más grande o más pequeño y el término se utiliza habitualmente para describir también el tamaño de estos buses. Por ejemplo, muchas máquinas con procesadores de 32 bits usan buses de 64 bits (el original y las CPUs posteriores) y pueden ocasionalmente ser conocidas como “64 bits” por esta  razón.

 

El término también se puede referir al tamaño de las instrucciones dentro del conjunto de instrucciones o a cualquier otro elemento de datos 64 bits.

 

            El uso de sistemas operativos de 64 bits además de permitir la compatibilidad con más memoria RAM, tiene otras ventajas.

 

En Windows y Linux de 32 bits, solo se soportaba hasta 4GB, pero con 64 Bits, se pueden soportar límites casi infinitos.

 

Algunas de las otras mejores, por ejemplo, es la introducción del bit NX (No EXecute) que protege los “buffer underruns” y además mejora la ejecución de aplicaciones de 32 bits bajo un sistema de 64 bits. Los procesadores de Intel y AMD son capaces de ejecutar dos de esas instrucciones por cada ciclo de reloj. También, permiten transferencias más pesadas, y con más información en el mismo ciclo, lo cual dice que hay una mayor transferencia de datos de proceso en el mismo tiempo.

 

Estas ventajas permiten tener un código más estable y una mayor eficacia. Hay desventajas claro, la mas importante es la falta de drivers compatibles, ya que los existentes no funcionan bien en la mayoría de los casos corriendo bajo un sistema de 64 bits, aunque los desarrolladores ignoran esto, esperemos que con el tiempo se den cuenta ya que las ventajas de 64 bits son reales.

Diferencias entre windows 32 bits y windows 64 bits.

 

Vamos a ver que nos aporta Windows 64 bits y si merece la pena instalarlo  en un PC de uso doméstico.

Lo primero que hay que tener muy en cuenta es que para instalar un sistema operativo de 64 bits hay que tener un procesador de 64 bits y una placa base que lo admita de forma nativa. Actualmente quedan en el mercado muy pocos procesadores que sean de 32 bits (solo algunos de gama baja, normalmente para RMA o equipos de muy bajo precio) y los equipos de muy bajo precio) y la práctica totalidad de las placas base son de 64 bits, pero los equipos algo más antiguos (por ejemplo, P4 478) sí que son de 32 bits.

 

En primer lugar vamos a ver qué ventajas tienen las versiones de 64 bits.

 

La principal de todas es que las versiones de 64 bits suportan mucha más memoria (tanto RAM como virtual) que las versiones de 32 bits.

 

Todos los sistemas operativos de 32 bits tienen un límite en ia memoria RAM de 4Gb (que además, en el caso de Windows, no suelen aprovecharse completos). Esto en realidad para uso doméstico no es un gran obstáculo, ya que no es habitual instalar esa cantidad de memoria.

 

Las versiones de 64 bits no tienen ese límite, por lo que podemos instalar bastante más memoria. La cantidad máxima de RAM soportada por las versiones de 64 bits de Windows son las siguientes:

 

1. Windows XP Professional 64 bits.  - 16 GB de memoria RAM.

 

2. Windows Vista Home Basic 64 bits. - 8GB de memoria RAM.

 

3. Windows Vista Home Premiun 64 bits.  - 16 GB de memoria RAM.

 

4. Windows Vista (Resto de versiones) de 64 bits. -  128 Gb de memoria RAM.

 

Como podemos ver, las cantidades de RAM son bastante mayores.

 

Además de esta ventaja en la RAM, los sistemas operativos de 64 bits son algo más rápidos que los de 32 bits, más estables y más seguros.

Ventajas de usar un equipo de 64 bits

 

Un equipo de 64 bits puede procesar el doble de información que un equipo de 32 bits y puede disponer de una mayor memoria de acceso aleatorio (RAM).

 

Esto convierte a un equipo de 64 bits en una buena elección si trabaja con vídeo, búsquedas en bases de datos grandes o juegos y otros requieren cálculos de memoria.

No obstante, un equipo de 32 bits funciona muy bien para la mayoría de los programas. Por ejemplo, los programas de hojas de cálculo, los exploradores web y los programas de procesamiento de texto se ejecutarán aproximadamente a la misma velocidad en un equipo de 32 ó 64 bits.

 

Los programas que se ejecutan en versiones de 64 bits de Windows tienen un mejor rendimiento si hay tanto controladores de hardware como programas de 64 bits disponibles. Los siguientes tipos de programas podrían tener un mejor rendimiento en las versiones de 64 bits de Windows

 

• Software de diseño asistido por ordenador (CAD)

 

Programas de edición de imágenes y vídeo

 

Juegos y otros programas que requieren cálculos complejos

 

• Programas que tienen acceso a grandes bases de datos o que trabajan con ellas

 

• Programas de grabación y análisis de vídeo que guardan grandes cantidades de datos en la memoria

 

Modelo Cliente Servidor

 

Este modelo es un prototipo de sistemas distribuidos que muestra como los datos y el procesamiento se distribuye a lo largo de varios procesadores. Es una forma de dividir las responsabilidades de un sistema de  información separando la interfaz del usuario de la gestión de la información. El funcionamiento básico de este modelo consiste en que un programa cliente realiza peticiones a un programa servidor, y espera hasta que el servidor de respuesta.

Características de un Cliente

 

1. Es quien inicia solicitudes o peticiones, tienen por tanto un papel activo en la comunicación (dispositivo maestro o amo).

 

2. Espera y recibe las respuestas del servidor.

 

3. Por lo general, puede conectase a varios servidores a la vez.

 

4. Normalmente interactúa directamente con los usuarios finales mediante una interfaz gráfica de usuario.

 

Características de un Servidor

 

1. Al iniciarse esperan a que lleguen las solicitudes de los clientes, desempeñan entonces  un papel pasivo en la comunicación (dispositivo esclavo).

 

2. Tras la recepción de una solicitud, la procesan y luego envían la respuesta al cliente.

 

3. Por lo general, aceptan conexiones desde un gran número de clientes (en ciertos casos el número máximo de peticiones puede estar limitado).

 

4. No es frecuente que interactúen directamente con los usuarios finales.

 

Ventajas

 

1. Centralización del control: Los accesos, recursos y la integridad de los datos son controlados por el servidor de forma que un programa cliente defectuoso o no autorizado no pueda dañar el sistema.

 

2. Escalabilidad: Se puede aumentar la capacidad de clientes y servidores por separado.

 

3. Fácil mantenimiento

 

Desventajas

 

1. La congestión del tráfico (a mayor número de clientes, más problemas para el servidor).

 

2. El software y el hardware de un servidor son generalmente muy determinantes. Un hardware regular de un ordenador personal puede no poder servir a cierta cantidad de clientes. Normalmente se necesita software y hardware especifico, sobre todo en el lado del servidor, para satisfacer el trabajo. Por supuesto esto aumentara el costo.

 

Arquitectura de computadoras

 

Visión general

 

EI cambio de una arquitectura de 32 bits a una de 64 bits es una alteración fundamental, y muchos sistemas operativos tienen que modificarse ostensiblemente para aprovechar Ias ventajas de Ia nueva arquitectura. EI resto del software también tiene que ser portado para usar Ias nuevas capacidades; el software antiguo normalmente es soportado a través del modo de hardware compatible (en el que los nuevos procesadores soportan Ias versiones antiguas del conjunto de instrucciones antiguo de 32 bits, así como las de la versión de 64 bits), a través de emulación software o por la implementación de un núcleo de procesador de 32 bits dentro del procesador de 64 bits (como con los procesadores Itanium de Intel, que incluyen un núcleo de procesador x86 para ejecutar aplicaciones x86 de 32 bits). Los sistemas operativos para estas arquitecturas de 64 bits generalmente soportan aplicaciones de 32 bits y de 64 bits.