Processador de 32 bits ou 64 bits: entenda

Quinta atualização: 12/8/2023

Mesmo que todos os processadores sejam fabricados em 64 bits, ainda é uma dúvida recorrente entre usuários leigos.

Imagem modelo de um processador. Fonte: imagem gerada com Bing Image Creator no dia 4 de julho de 2023

 

O questionamento sobre os sistemas operacionais como Linux e Windows serem de 32 ou 64 bits também é recorrente. Contudo, as desenvolvedoras já planejam lançar apenas na versão de 64 bits. Assim como os processadores, as versões de 32 bits serão extintas.

Em poucos anos, só teremos sistemas operacionais de 64 bits porque este é o rumo que o mercado está tomando há cerca de 5 anos atrás. Isso foi rapidamente explicado nas situações que o Windows só reconhece até 2,5Gb de memória RAM e é a direção já tomada pelas fabricantes dos processadores desde os anos 90.

"E por que os processadores já são de 64 bits?"

Em um mundo que a tecnologia se desenvolve rapidamente, a arquitetura de hardware é uma base, isto é, um tipo de combinação de diferentes componentes de hardware formados por circuitos integrados, capacitores, resistores, transistores e outros para entregar um resultado solicitado por nós humanos, mesmo que seja o movimento de um ponteiro de mouse para apertar o menu Iniciar.

Quando se comenta que uma arquitetura é de 64 bits, entende-se como uma capacidade de processamento, entrega, recebimento e leitura de pulsos elétricos (ou não) do tamanho de 64 bits e processado pela arquitetura mencionada acima.

Lembra daqueles filmes de guerra que a mensagem do general era transmitida por Código Morse? O operador apertava um botão e dava uma pausa para gerar um código com som ou sem som para transmitir um código, pois naquela época não existia envio de mensagens por voz, mas já havia a tecnologia das ondas mecânicas que gerava o som característico Morse.

A eletrônica e a informática são muito parecidas com o Código Morse, aliás, a informática precisa da eletrônica. Mas ao invés de usar bipes sonoros, usa-se pulsos elétricos. E esse é o princípio de todo funcionamento dos eletrônicos digitais. São apenas 2 valores: pulso elétrico e sem pulso elétrico.

A palavra digital vem de dígito e dígito vem dos dígitos que é o sistema numérico. Nossa base numérica decimal é até 10 porque temos 10 dedos nas 2 mãos e essa foi a referência que lá no início da matemática as pessoas começaram a usar para fazer as suas contagens como o número do rebanho de ovelhas.

E a palavra dígito foi incorporada para o dígito binário porque pulso elétrico e sem pulso elétrico são apenas dois valores possíveis parecido com o Código Morse.

Os componentes de uma placa não conseguem suportar a eletricidade da sua rede que é de 127V ou 220V porque serão fritados, são muito sensíveis até mesmo para o toque de uma mão. Normalmente, o pulso elétrico é de 3,3V ou 5V. Alguns componentes mais robustos suportam até 24V. Já sem pulso elétrico é 0V.

Vamos parar por aqui para não nos alongarmos porque precisamos entender bem o conteceito de 64 bits.

O que é um bit?

Primeiro, compreenda o que é um bit.

Bit significa dígito binário e é uma sigla de duas palavras inglesas: BInary digiT, por isso foi feita a explicação acima. É o menor dado na informática, é como se fosse a célula do corpo humano. O bit é base de toda a comunicação na informática.

Um bit tem o valor de 0 ou de 1, por isso é um binário, é o mesmo que foi explicado acima: sem pulso elétrico e com pulso elétrico, respectivamente. Abaixo, escrevemos o nome próprio João em código binário:

01001010     01101111     11100011     01101111
      J                      o                      ã                     o

Mas você é do tipo que envia mensagens informalmente, e ao chamar o nome do seu amigo em um chat qualquer de internet, escreve assim: joao. Veja como fica agora:

01101010     01101111     01100001     01101111
        j                     o                      a                     o

Viu como a sequência de 0s e 1s ou sem pulsos e com pulsos elétricos foi alterada só por causa de 1 letra maisúscula e outra sem til? Imagina isso agora com um texto de 150 páginas.

Mesmo que seja uma pequena palavra, exige-se uma sequência de pulsos elétricos que seu processador recebe do teclado, processa e projeta na sua tela em conjunto com muitos outros componentes.

São camadas e camadas de hardware e software que processam todo código binário para mostrar na tela de um dispositivo. Uma imagem, por exemplo, é formada por texto e este texto é processado pelo processador como se fosse um código binário.

Então, quando o seu processador recebe a mensagem João, ele age assim para formar a letra J maiúscula (só fizemos com o J para o texto não ficar mais longo):

0 - SEM pulso elétrico
1 - COM pulso elétrico
0 - SEM pulso elétrico
0 - SEM pulso elétrico
1 - COM pulso elétrico
0 - SEM pulso elétrico
1 - COM pulso elétrico
0 - SEM pulso elétrico

 

"Mas você citou o Código Morse e para mim é mais fácil entender. Como ficaria o nome joao?"

Ficará assim:

. – – –         – – –         . –          – – –
    j               o             a             o

A diferença são os . (ponto) e - (traço) e os espaços para separar as palavras. Aliás, o Código Morse é mais simples que o código binário e é operado por pessoas em cada ponta da transmissão: um envia a mensagem codificada e outro recebe os códigos e decodifica em texto. Se esses mesmos dois operadores usarem o binário, será mais complicado a troca de informação pelo maior volume de bits em cada letra.

Voltando ao bit. Se ao usarmos 1km para expressar 1000 metros, poupamos a quantidade de zeros e simplifica nosa vida conforme aumenta a quantidade de quilometragem. No código binário não foi diferente. Para expressar uma letra são necessários 8 bits e os gurus decidiram agrupar 8 bits para formar 1 byte. 

O jota maiúsculo (J) do nome João tem 8 bits: 01001010, ou seja, tem 1 byte. Isso facilita muito a nossa vida quando formos nos expressar, é o mesmo que dizer que uma sacola de batatinha tem 2kg ao invés de dizer 2000 gramas.

E a organização do agrupamento não termina por aí. Como usou-se todo aquele código para escrever o nome do João, imagina quantos bits são usados para codificar este texto em binário, ser processado, enviar no servidor do blog, ser decodificado pela sua máquina e mostrar este material para você... é muita informação. É preciso agrupar ainda mais, fica assim, então:

8 bits = 1 byte
1000 bytes = 1 kilobytes (kB)
1000 kB = 1 megabyte (MB)
1000 MB = 1 gigabyte (GB)
1000 GB = 1 terabyte (TB)

Só uma curiosidade, 1 byte que tem 8 bits pode ter uma sequência de 256 combinações diferentes. São muitos dados!
 

"E a explicação sobre 32 ou 64 bits do processador... se perdeu no meio dos bits?!?"

Desculpe, quero que você entenda bem este assunto. Já chegaremos lá...

Vamos analisar o processador Intel Core 2 Duo E6320 com 1,86Ghz de frequência, soquete 775 e dois núcleos. Muito antigo, contudo, útil para nosso entendimento.

Processador Intel soquete 775

No caso do E6320, segundo o site da Intel, ele opera em 64 bits. O seu lançamento foi em 2007. Veja abaixo a folha de dados:

Folha de dados processador E6320

 

Em Intel 64, está marcado como Sim. Segundo a própria Intel:

"A arquitetura Intel® 64 permite computação de 64 bits em plataformas de servidor, workstation, desktop e portáteis, quando aliadas a software de apoio.¹ Para melhorar o desempenho, a arquitetura Intel 64 permite que os sistemas enderecem mais de 4 GB de memória virtual e física." 

Outro detalhe para observar é Conjunto de Instruções com valor de 64-bits. Segunda a Intel:

"Um conjunto de instruções recorre ao conjunto básico de comandos e instruções que um microprocessador reconhece e pode executar. O valor apresentado representa o conjunto de instruções da Intel com o qual este processador da Intel é compatível."

Imagine o processador como um caminhão que tranporta produtos. Enquanto a frequência é a "velocidade deste caminhão por km", a arquitetura significa a capacidade de carregar mais (64 bits) ou menos (32 bits) lotes em uma única viagem, logo, o caminhão de 64 bits consegue levar mais lotes em uma única viagem.

Sacou? Essa é a jogada!

É por isso que ao usar Linux, Windows ou qualquer outro sistema operacional de 32 bits, só reconhecem 4Gb da memória RAM, mesmo que tenha 16Gb instalados porque o sistema operacional "obriga" o tráfego de bits ser de 32 bits, mesmo que o processador consiga "processar" 64 bits é como se o caminhão do sistema operacional conseguisse levar menos carga do que se fosse um de 64 bits.

Vamos analisar um processador concorrente da Intel. O AMD Phenom X4 9600 tem frequência de 2,3Ghz e pode ser instalador em soquetes AM2 e AM2+. Além de ter 4 núcleos, é também de 64 bits. Este também foi lançado em 2007.

Athlon II X4 620 2,6Ghz AM2+ AM3 (4 núcleos)

Veja na última linha. Ele também é de 64 bits.

Folha de dados do processador 9600

 

Mesmo se AMD ou Intel, a preocupação do processador ser de 32 ou 64 bits é irrelevante porque ambas as marcas só fabricam a segunda arquitetura. Uma curiosidade: o primeiro processador de 64 bits foi lançado pela AMD lá em 2003.

"Mas um processador de 64 bits com 3Ghz tem o dobro de desempenho em relação a um de 32 bits com também 3Ghz, né??"

Não haverá mudança no desempenho. O processador de 64 bits pode processar dados de até 64 bits, mas não significa que ele sempre fará assim. Se uma instrução tiver mais que 64 bits, ele deverá dividir a tarefa em outro ciclo.

Mas isso é assunto para outro artigo.

Este é um blog da Info Usado que divulga informações e conhecimento sobre informática. A Info Usado comercializa peças usadas para informática. 

 

Márcio Baldo