为什么没人研究电脑系统,中国做不出电脑系统吗

今天科技技术小时代说说为什么没有人开发128位系统。

首先，128位的操作系统是为谁服务的？它一次能访问128bit的数据，那么一定需要硬件来支持，就像我们之前比较老的32位CPU不能装在64位的Windows上一样，所以这个问题实际上是为什么没有128位的CPU？

在民用市场，我们看到的都是x86(电脑)或ARM（手机）处理器，最多也就是64位的处理器，没有看到128位的，那是因为距离用完64位地址空间还有很长的路要走。还是先来看看之前CPU的地址总线和它们能访问的内存大小。

8位CPU具有16位至20位的地址总线/ 最多访问1MB内存16位CPU具有20+位地址总线/ 最多访问1MB内存32位CPU是有32-36位地址总线/ 最多访问64GB内存64位CPU通常具有40+位地址总线，通常小于64位/ 可访问数百TB内存这是一个有趣的现象，并不是CPU位宽就等同于它的地址总线位宽，比如32位CPU实际可能寻址64GB的内存，所以下次有人说你这个是32位的，只能用4GB内存，可以纠正下，真正限制这个4GB大小的是32位的操作系统。

在PC上64位处理器中，地址总线为48位，能寻址256TB（2^48）内存，可我们还经常在讨论16GB的内存到底有没有必要呢，那256TB=256000GB，这个到底有多大真没什么概念，真想不到民用怎么才能用完。反正我们不太可能在单个处理器上看到这么多的内存。大多数使用海量存储器的现代系统都是分布式存储器架构，具有大量协作处理器，每个处理器都有自己的RAM和独立的地址空间，所以实际上不可能用到那么大的内存。吧，在1981年，伟大的比尔盖茨说过“对于任何人来说，640KB内存都足够了”，我们还是乐观预估下。毕竟扩大地址空间虽然没有太多价值，但增加每条指令执行的计算宽度还是有价值的，计算宽度的增加会增加计算逻辑与支持/控制逻辑的比率。支持/控制逻辑有它自己的增长压力，更加复杂的分支预测器，更复杂的缓存，更宽的总线以增加内存带宽，缓存一致性机制等等，可能128位的CPU就有价值了。在一些超级计算机上，已经有开始使用128位以上的存储器地址，能在硬件上实现128位浮点运算。

理器bit位宽作用主要是为了提升寻址能力，寻址可以简单理解为cpu通过一个寄存器的值来决定自己在内存中操作什么位置的数据，那么这个值越大能直接访问的范围就越大。比如32位操作系统只能访问4g内存，这就是位宽限制导致的。可以使用变通的方法来访问更多的内存哈，但是那样就降低了运行效率。各位知道当前64位cpu已经可以直接寻址18.45EB(近似等于18后面加6个零的TB，大家现在用的内存是几十到一百g，也就是0.1TB，现在主流硬盘容量是3、4TB)的数据了，而当前我们还完全没有必要用这么大的内存，所以64位够用很久(基本这一条就够了)。

第二个是运算能力，实际上高bit的cpu寄存器保存的值的范围更大。当前64位处理器所能处理的数值满足人类绝大多数需要。不满足的那部分以前也是靠几个数一起实现的，这种场景太少了。结果就是当前64位处理器绝大多数运算场景下一次取值就够了，再大也没有任何意义，不能提升运算速度。

两个最大的优点完全用不上，缺点就不说了，手机码字眼睛累，通过上面的内容大家就可以得出结论，当前需求下128位cpu并不能获得比64位更大的优势，那么没有优点的东西是不会有人生产的，估计64位系统还会存在很长一段时间。

首先我们要明白操作系统的位数是什么？操作系统的位数本质上是指其所承载的硬件系统在一个时钟周期所能处理的数据的位数，而这个位数是依赖于c硬件架构的，其实就是取决于cpu的架构，得看cpu能够接受的指令长度以及其所支持的指令集的位数决定，目前主流个人电子产品cpu支持的指令长度最多64位，128位的指令集都没有出现，何来128位的操作系统？

cpu架构及指令集长度从早期的16位扩展到32位直到今天的64位，事实上为了兼容过去的程序运行每一次指令集的扩充都会涉及到对早期指令集的兼容问题，唯一的解决办法就是在早期的短指令前面加上足够的0来进行扩充，从而模拟短指令的运行，结果就是反而降低了运行效率，例如你在64位系统上运行32位的应用程序反而不如在32位系统上运行效率高，不过由于现在的计算机的运算速度高，普通用户难以察觉而已，所要真正发挥出64位cpu及操作系统的优势必须是真正的64位应用程序才可以达成。

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