پروتکل میکروپروسسوری: اینتل

اولین میکروپروسسور برای ساختن آن به یک کامپیوتر خانگی، اینتل ۸۰۸۰، یک کامپیوتر کامل ۸ بیتی بر روی یک تراشه بود که در سال ۱۹۷۴ معرفی شد. اولین میکروپروسسور برای ایجاد یک فلاش واقعی در بازار، اینتل ۸۰۸۸ بود که در سال ۱۹۷۹ معرفی شد به کامپیوتر IBM (که اولین بار در سال ۱۹۸۲ ظاهر شد). اگر شما با بازار کامپیوتر و تاریخ آن آشنا هستید، می دانید که بازار کامپیوتر از ۸۰۸۸ به ۸۰۲۸۶ به ۸۰۳۸۶ به ۸۰۴۸۶ به پنتیوم به پنتیوم دوم به پنتیوم III به پنتیوم ۴ منتقل شده است. همه این میکروپروسسورها توسط اینتل ساخته شده و همه آنها پیشرفت در طراحی اولیه ۸۰۸۸ هستند. Pentium 4 می تواند هر قطعه ای از کد را اجرا کند که در ۸۰۸۸ اصلی اجرا می شود، اما آن را حدود ۵۰۰۰ برابر سریعتر اجرا می کند!

از سال ۲۰۰۴، اینتل ریزپردازنده ها با هسته های چندگانه و میلیون ها ترانزیستور دیگر را معرفی کرده است. اما حتی این ریزپردازنده ها از قوانین عمومی همانند تراشه های قبلی استفاده می کنند.

اطلاعات اضافی در مورد جدول در این صفحه:

    تاریخ آن سال است که پردازنده برای اولین بار معرفی شد. بسیاری از پردازنده ها در طی چندین سال پس از تاریخ انتشار اولیه، با سرعت بالا، معرفی می شوند.
    ترانزیستور تعداد ترانزیستورهای تراشه است. شما می توانید ببینید که تعداد ترانزیستور ها در تراشه یک بار در طول سال ها به طور پیوسته افزایش یافته است.
    میکرون، عرض در میکرون، کوچکترین سیم روی تراشه است. برای مقایسه، موی انسان ۱۰۰ میکرون ضخامت دارد. همانطور که اندازه ویژگی های تراشه پایین می آید، تعداد ترانزیستور ها افزایش می یابد.
    سرعت ساعت حداکثر میزان تراکنش را می توان در ساعت تنظیم کرد. سرعت ساعت در بخش بعدی بیشتر حس می شود.
    عرض داده عرض ALU است. ALU 8 بیتی می تواند اضافه / تفریق / ضرب / و غیره. دو عدد ۸ بیتی، در حالی که ALU 32 بیتی می تواند اعداد ۳۲ بیتی را دستکاری کند. یک ALU 8 بیتی باید چهار دستورالعمل برای اضافه کردن دو عدد ۳۲ بیتی را اجرا کند، در حالی که ALU 32 بیتی میتواند آن را در یک دستور اجرا کند. در بسیاری از موارد، اتوبوس داده های خارجی پهنای همان ALU است، اما نه همیشه. ۸۰۸۸ دارای یک ALU 16 بیتی و یک اتوبوس ۸ بیتی بود، در حالی که Pentium مدرن ۶۴ ​​بیت را در یک زمان برای ALU های ۳۲ بیتی خود دریافت می کردند.
    MIPS مخفف “میلیون ها دستورالعمل در ثانیه” است و اندازه گیری خشن از عملکرد CPU است. پردازنده های مدرن می توانند بسیاری از چیزهای مختلف را انجام دهند که امتیازات MIPS بسیاری از معانی خود را از دست می دهند، اما شما می توانید به طور کلی از قدرت نسبی CPU ها در این ستون بدست آورید.

از این جدول می توانید ببینید که به طور کلی ارتباط بین سرعت ساعت و MIPS وجود دارد. حداکثر سرعت ساعت، عملکرد فرآیند تولید و تاخیر در تراشه است. همچنین بین تعداد ترانزیستورها و MIPS رابطه وجود دارد. به عنوان مثال، ۸۰۸۸ با سرعت ۵ مگاهرتز، اما فقط در ۰٫۳۳ MIPS اجرا می شود (حدود یک دستور برای هر ۱۵ ساعت). پردازنده های مدرن اغلب می توانند با سرعت دو دستورالعمل در هر چرخه ساعت اجرا کنند. این پیشرفت به طور مستقیم به تعداد ترانزیستورهای تراشه مربوط می شود و در بخش بعدی حساس تر خواهد بود.

منطق میکروپروسسوری

برای درک اینکه چگونه یک ریزپردازنده کار می کند، مفید است که در داخل نگاه کنید و در مورد منطق مورد استفاده برای ایجاد یک مورد استفاده کنید. در این فرایند شما همچنین می توانید در مورد زبان مونتاژ – زبان مادری یک ریزپردازنده – و بسیاری از چیزهایی که مهندسان می توانند برای افزایش سرعت پردازنده استفاده کنند را یاد بگیرند.

یک ریزپردازنده مجموعه ای از دستورالعمل های ماشین را اجرا می کند که به پردازنده چه کاری انجام می دهند. بر اساس دستورالعمل، یک ریزپردازنده سه چیز اساسی را انجام می دهد:

    با استفاده از ALU (حساب حسابی / منطق واحد)، یک ریزپردازنده می تواند عملیات ریاضی مانند اضافه کردن، تفریق، ضرب و تقسیم انجام دهد. ریزپردازنده های مدرن شامل پردازنده های شناور کامل است که می توانند عملیات بسیار پیچیده ای را بر روی اعداد بزرگ شناور انجام دهند.
    یک ریزپردازنده می تواند داده ها را از یک مکان حافظه به دیگری انتقال دهد.
    یک ریزپردازنده می تواند تصمیم گیری کند و به مجموعه ای از دستورالعمل های مبتنی بر تصمیمات برسد.

ممکن است چیزهای بسیار پیچیده ای وجود داشته باشد که یک ریزپردازنده انجام می دهد، اما این سه فعالیت اصلی است. نمودار زیر نشان می دهد یک ریز پردازنده بسیار ساده است که قادر به انجام این سه چیز است:

این در مورد ساده به عنوان یک ریزپردازنده می شود. این ریزپردازنده دارای:

    یک اتوبوس آدرس (که ممکن است ۸، ۱۶ یا ۳۲ بیت است) که آدرس را به حافظه می فرستد
    یک اتوبوس داده (که ممکن است ۸، ۱۶ یا ۳۲ بیت عرض باشد) که می تواند داده ها را به حافظه ارسال کند یا اطلاعات را از حافظه دریافت کند
    خط RD (خواندن) و WR (نوشتن) به حافظه می گوید که آیا می خواهد موقعیت مکانی را تعیین کند یا دریافت کند
    یک خط ساعت که اجازه می دهد یک پالس ساعت دنباله پردازنده
    یک خط بازنشانی که مقادیر برنامه را به صفر (یا هر چیز دیگری) بازنشانی می کند و مجددا اجرای را اجرا می کند

فرض کنید که هر دو اتوبوس آدرس و داده ۸ بیت در این مثال است.

در اینجا اجزای این ریزپردازنده ساده است:

    ثبت A، B و C به سادگی چنگال ساخته شده از flip-flops. (برای جزئیات بیشتر به بخش «لبه های لرزان لبه» مراجعه کنید. چگونه Logic Boolean Log Works کار می کند.)
    گیره آدرس درست مثل ثبت A، B و C است.
    شمارنده برنامه یک چنگال با توانایی اضافی برای افزایش ۱ به زمانی که گفته شده انجام این کار، و همچنین برای تنظیم مجدد به صفر، زمانی که گفته شده برای انجام این کار.
    ALU می تواند به عنوان یک عدد ۸ بیتی ساده باشد (به بخش مربوط به افزودنی ها در How Logic Boolean Works برای جزئیات بیشتر مراجعه شود)، یا ممکن است بتواند مقدار ۸ بیتی را اضافه، تفریق، ضرب و تقسیم کند. فرض کنید دومی در اینجا باشد
    ثبت تست یک لچ مخصوص است که می تواند مقادیری را از مقایسه های انجام شده در ALU نگه دارد. یک ALU می تواند به طور معمول دو عدد را مقایسه کند و تعیین کند که آیا آنها برابرند، اگر یکی بزرگتر از دیگری باشد، و غیره. همچنین ثبت نام آزمون همچنین می تواند یک بیت حمل را از آخرین مرحله عددی نگه دارد. این مقادیر را در فلیپ فلاپ ها ذخیره می کند و سپس رمزگشای دستورالعمل می تواند از مقادیر برای تصمیم گیری استفاده کند.
    شش جعبه نشان دهنده “۳-State” در نمودار وجود دارد. اینها بافرهای سه حالته هستند. یک حالت بافر سه حالت می تواند ۱، ۰ را منتقل کند یا خروجی آن را قطعا قطع کند (تصور کنید یک سوئیچ که خط خروجی را کاملا از سیم خارج کند و خروجی به سوی آن حرکت کند). بافر سه حالته به خروجی های چندگانه اجازه می دهد تا به یک سیم متصل شوند، اما تنها یکی از آنها به طور واقعی درایو ۱ یا ۰ را بر روی خط.
    ثبت دستورالعمل و رمزگشایی دستورالعمل برای کنترل تمام اجزای دیگر مسئول هستند.

اگر چه آنها در این نمودار نشان داده نمی شوند، خطوط کنترل از رمزگشایی دستور وجود دارد که:

    برای ثبت مقدار در حال حاضر در اتوبوس داده، به ثبت نام A بفرستید
    به B ثبت نام کنید تا ارزش فعلی در اتوبوس داده را خراب کند
    ثبت نام C را برای محاسبه ارزش فعلی خروجی ALU بگذارید
    برای ثبت اطلاعاتی که در حال حاضر در اتوبوس داده وجود دارد، به ثبت کننده شمارنده برنامه بگویید
    برای ثبت مقدار در حال حاضر در اتوبوس داده، به ثبت نام آدرس بفرستید
    برای ثبت اطلاعات در حال حاضر در اتوبوس داده، به ثبت دستورالعمل مراجعه کنید
    به برنامه شمارش معکوس بپردازید
    برای بازنشانی به صفر به شمارنده برنامه بگویید
    هر یک از شش حالت بافر سه حالت را فعال کنید (شش خط جداگانه)
    برای انجام عملیات، به ALU بگویید
    بیت تست ALU را به تست ثبت کنید
    خط RD را فعال کنید
    خط WR را فعال کنید

در ردیاب دستورالعمل، بیت از ثبت آزمایش و خط ساعت و بیت های ثبت ثبت دستورالعمل نیز می باشد.

حافظه میکروپروسسور

بخش قبلی در مورد اتوبوس های آدرس و داده ها، و همچنین خطوط RD و WR صحبت کرد. این اتوبوس ها و خطوط به RAM یا ROM متصل می شوند – به طور کلی هر دو. در ریزپردازنده نمونه ما یک اتوبوس آدرس ۸ بیتی گسترده و یک اتوبوس داده ۸ بیت عرض دارد. این بدان معناست که ریز پردازنده می تواند (۲۸) ۲۵۶ بایت حافظه آدرس، و آن خواندن و نوشتن ۸ بیت از حافظه در یک زمان. فرض کنید که این ریزپردازنده ساده دارای ۱۲۸ بایت ROM است که از آدرس ۰ و ۱۲۸ بایت رم شروع می شود که از آدرس ۱۲۸ شروع می شود.

ROM حافظه فقط خواندنی است. تراشه ROM با یک مجموعه دائمی از بایت های پیش تعیین شده برنامه ریزی شده است. آدرس اتوبوس به چیپ ROM می گوید که بایت برای دریافت و قرار دادن در اتوبوس داده. هنگامی که خط RD تغییر حالت، تراشه ROM ارائه شده بایت انتخاب شده بر روی اتوبوس داده است.

RAM مخفف حافظه تصادفی است. RAM حاوی بایت اطلاعات است و ریزپردازنده می تواند به آن بایت ها بخواند یا نوشتن کند بسته به اینکه آیا خط RD یا WR سیگنال داده می شود. یکی از مشکلاتی که امروزه در تراشه های RAM وجود دارد این است که هر زمان که قدرت خاموش می شود همه چیز را فراموش می کنند. به همین دلیل کامپیوتر نیاز به ROM دارد.

به هر حال، تقریبا تمام رایانه ها حاوی مقداری ROM هستند (ممکن است یک رایانه ساده که حاوی هیچ RAM باشد ایجاد شود – بسیاری از میکروکنترلرها با قرار دادن تعداد انگشت شماری از بایت RAM روی تراشه پردازنده خود، این کار را انجام می دهند اما عموما غیرممکن است یکی که حاوی ROM نیست) در رایانه، ROM نامیده می شود BIOS (سیستم ورودی / خروجی پایه). وقتی ریزپردازنده شروع می شود، دستورالعمل هایی را که در بایوس پیدا می کند، اجرا می کند. دستورالعمل های BIOS چیزهایی مانند تست سخت افزار را در دستگاه انجام می دهند و سپس به دیسک سخت می روند تا بخش boot را بیرون بیاورند (به جزئیات سخت کار کنید). این بخش بوت یک برنامه کوچک دیگر است و BIOS آن را در RAM پس از خواندن آن از روی دیسک ذخیره می کند. سپس ریزپردازنده شروع به اجرای دستورات بخش بوت از RAM می کند. برنامه بخش بوت به ریزپردازنده می گوید چیز دیگری را از هارد دیسک به رم دریافت می کند که ریزپردازنده سپس آن را اجرا می کند و غیره. این است که چگونه ریزپردازنده بارها و اجرای کل سیستم عامل را اجرا می کند.

دستورالعملهای میکروپروسسور

حتی یک ریزپردازنده فوق العاده ساده که در مثال قبلی نشان داده شده است مجموعه ای از دستورالعمل های بسیار زیادی را که می تواند انجام دهد. مجموعه ای از دستورالعمل ها به صورت الگوهای بیتی اجرا می شود، هر کدام از آنها یک معنی متفاوت در هنگام ثبت نام در دستورالعمل ها دارند. انسانها در به یاد آوردن الگوهای بیتی به خصوص در مورد الگوهای بیتی مناسب نیستند، بنابراین مجموعه ای از کلمات کوتاه برای نشان دادن الگوهای بیت متفاوت تعریف می شود. این مجموعه ای از کلمات به عنوان زبان مونتاژ پردازنده نامیده می شود. یک اسمبلر می تواند کلمات را به الگوهای بیتی خود به راحتی ترجمه کند و سپس خروجی اسمبلر در حافظه قرار می گیرد تا ریزپردازنده بتواند آن را اجرا کند.

در اینجا مجموعه ای از دستورالعمل های زبان مونتاژ است که طراح می تواند برای یک ریزپردازنده ساده در مثال ما ایجاد کند:

    LOADA mem – بار ثبت نام A از آدرس حافظه
    LOADB mem – بار B را از آدرس حافظه بار کنید
    CONB con – مقدار ثابت را به ثبت B بارگذاری کنید
    SAVEB mem – ثبت نام B به آدرس حافظه
    یادداشت SAVEC – ثبت نام C به آدرس حافظه
    ADD – اضافه کردن A و B و ذخیره نتیجه در C
    SUB – تفریق A و B و نتیجه را در C ذخیره کنید
    MUL – Multiply A و B و نتیجه را در C ذخیره کنید
    DIV – تقسیم A و B و نتیجه را در C ذخیره کنید
    COM – مقایسه A و B و ذخیره نتیجه در آزمون
    JUMP addr – پرش به آدرس
    JEQ addr – پرش، اگر برابر باشد، برای آدرس
    JNEQ addr – پرش، اگر نه برابر است، برای آدرس
    JG addr – پرش، اگر بیشتر از، برای آدرس
    JGE addr – پرش، اگر بزرگتر یا مساوی باشد، برای آدرس
    JL addr – پرش، اگر کمتر از، برای آدرس
    JLE addr – پرش، اگر کمتر یا مساوی، برای آدرس
    توقف – اعدام را متوقف کنید

اگر شما چگونگی کارکرد برنامه نویسی را مطالعه کرده اید، سپس می دانید که این قطعه ساده C کد فاکتوریل ۵ را محاسبه می کند (جایی که فاکتوریل ۵ = ۵! = ۵ * ۴ * ۳ * ۲ * ۱ = ۱۲۰):

a=1;f=1;while (a <= 5){ f = f * a; a = a + 1;}

در پایان اجرای برنامه، متغیر f حاوی فاکتوریل ۵ است.
زبان اسمبلی

یک کامپایلر C این کد C را به زبان اسمبلی ترجمه می کند. فرض بر این است که RAM در آدرس ۱۲۸ در این پردازنده شروع می شود و ROM (که شامل برنامه زبان مونتاژ) از آدرس ۰ شروع می شود، سپس برای ریزپردازنده ساده ما زبان اسمبلی ممکن است مانند این باشد:

// Assume a is at address 128// Assume F is at address 1290 CONB 1 // a=1;1 SAVEB 1282 CONB 1 // f=1;3 SAVEB 1294 LOADA 128 // if a > 5 the jump to 175 CONB 56 COM7 JG 178 LOADA 129 // f=f*a;9 LOADB 12810 MUL11 SAVEC 12912 LOADA 128 // a=a+1;13 CONB 114 ADD15 SAVEC 12816 JUMP 4 // loop back to if17 STOP

رام

بنابراین اکنون سوال این است: “چگونه همه این دستورالعمل ها در ROM نگاه می کنند؟” هر یک از این دستورالعمل های زبان مونتاژ باید با عدد دودویی نمایش داده شود. به خاطر ساده بودن، بیایید فرض کنیم هر دستور زبان مونتاژ به یک شماره منحصر به فرد، مانند این داده می شود:

     لادا – ۱
     LOADB – 2
     CONB – 3
     SAVEB – 4
     یادداشت SAVEC – 5
     ADD – 6
     SUB – 7
     MUL – 8
     DIV – 9
     COM – 10
     JUMP addr – 11
     JEQ addr – 12
     JNEQ addr – 13
     JG addr – 14
     JGE addr – 15
     JL addr – 16
     JLE addr – 17
     توقف – ۱۸

اعداد به عنوان opcodes شناخته می شوند. در ROM، برنامه کوچک ما به نظر می رسد:

// Assume a is at address 128// Assume F is at address 129Addr opcode/value0 3 // CONB 11 12 4 // SAVEB 1283 1284 3 // CONB 15 16 4 // SAVEB 1297 1298 1 // LOADA 1289 12810 3 // CONB 511 512 10 // COM13 14 // JG 1714 3115 1 // LOADA 12916 12917 2 // LOADB 12818 12819 8 // MUL20 5 // SAVEC 12921 12922 1 // LOADA 12823 12824 3 // CONB 125 126 6 // ADD27 5 // SAVEC 12828 12829 11 // JUMP 430 831 18 // STOP

شما می توانید ببینید که هفت خط کد C به ۱۸ خط اسمبلی مونتاژ تبدیل شد و ۳۲ بایت در ROM شد.
رمزگشایی

رمزگشای دستورالعمل نیاز به تبدیل هر کدام از اپوکد ها به مجموعه ای از سیگنال هایی که اجزای مختلف داخل ریزپردازنده را درایو می کنند. بیایید دستور ADD را به عنوان مثال ببینیم و به آنچه نیاز داریم نگاه کنیم:

    در طی اولین چرخه ساعت، ما باید دستورالعمل را بارگیری کنیم. بنابراین رمزگشای دستورالعمل نیاز به فعال کردن بافر سه حالته برای برنامه ضد فعال کردن خط RD فعال کردن داده در حالت سه حالته است که دستور را به ثبت اطلاعات دستور
    در طول چرخه ساعت دوم، دستور ADD دستورالعمل رمز گشایی می شود. این نیاز به انجام بسیار کمی دارد: عملیات ALU را برای اضافه کردن خروجی ALU به ثبت نام C تنظیم کنید
    در طول سومین سیگنال ساعت، شمارنده برنامه افزایش می یابد (در تئوری این می تواند به چرخه ساعت دوم همپوشانی شود).

هر دستورالعمل می تواند به عنوان مجموعه ای از عملیات توالی مانند این است که اجزای ریزپردازنده را در دستورالعمل مناسب دستکاری می کند. بعضی از دستورالعملها، مانند دستور ADD، ممکن است دو یا سه چرخه ساعت را داشته باشند. دیگران ممکن است پنج یا شش ساعت کار کند.

عملکرد میکروپروسسوری و روند

تعداد ترانزیستورهای موجود تاثیر زیادی بر عملکرد یک پردازنده دارند. همانطور که قبلا دیده شد، یک دستورالعمل معمولی در یک پردازنده مانند ۸۰۸۸، ۱۵ بار اجرا شد. به دلیل طراحی ضریب تبدیل، تقریبا ۸۰ سیکل برای انجام یک ضرب ۱۶ بیتی روی ۸۰۸۸ انجام گرفت. با ترانزیستورهای بیشتر، ضریب قدرتمند بسیار قدرتمند که قادر به سرعت یک تک چرخه می شود، امکان پذیر است.

ترانزیستورهای بیشتری نیز برای یک تکنولوژی به نام pipelining اجازه می دهند. در معماری خطی، اجرای دستورالعمل همپوشانی دارد. بنابراین حتی اگر پنج دستور العمل را برای اجرای هر دستورالعمل انجام دهیم، می توان پنج دستورالعمل را در مراحل مختلف اجرای همزمان وجود داشته باشد. به طوری که به نظر می رسد یک دستور کامل هر چرخه ساعت است.

بسیاری از پردازنده های مدرن دارای رمزگشایی های دستورالعمل های متعدد هستند، هر کدام دارای خط لوله خاص خود هستند. این اجازه می دهد تا برای جریان های چند دستورالعمل، به این معنی که بیش از یک دستور می تواند در طول هر یک از چرخه ساعت کامل شود. این روش می تواند بسیار پیچیده برای پیاده سازی، به طوری که طول می کشد تعداد زیادی از ترانزیستور.
روند

روند طراحی پردازنده عمدتا به سمت ALU های ۳۲ بیتی کامل با پردازشگرهای شناور با سرعت بالا ساخته شده و اجرای اکسپلویت با چندین جریان آموزشی است. جدیدترین چیز در طراحی پردازنده ۶۴ بیتی ALU ها است و انتظار می رود که این پردازنده ها در رایانه های شخصی خود در دهه آینده این پردازنده ها را داشته باشند. همچنین گرایش به دستورالعمل های خاص (مانند دستورالعمل MMX) وجود دارد که عملیات خاصی را به ویژه کارآیی و اضافه کردن پشتیبانی از حافظه مجازی سخت افزاری و ذخیره سازی L1 در تراشه پردازنده ایجاد می کند. تمام این روند موجب افزایش تعداد ترانزیستورها می شود، که منجر به چندین میلیون ترانزیستور قدرتمند در امروز می شود. این پردازنده ها می توانند حدود یک میلیارد دستورالعمل در ثانیه اجرا کنند!

میکروپروسسورهای ۶۴ بیتی

پردازنده های ۶۴ بیتی از سال ۱۹۹۲ با ما بوده اند و در قرن ۲۱st شروع به تبدیل شدن به جریان اصلی کرده اند. هر دو اینتل و AMD تراشه های ۶۴ بیتی معرفی کرده اند و Mac G5 یک پردازنده ۶۴ بیتی دارد. پردازنده های ۶۴ بیتی دارای ALU های ۶۴ بیتی، ثبت ۶۴ بیتی، اتوبوس های ۶۴ بیتی و غیره هستند.

یکی از دلایلی که چرا دنیای پردازنده های ۶۴ بیتی نیاز به فضای آدرس بزرگ دارد. تراشه های ۳۲ بیتی اغلب به حداکثر ۲ گیگابایت یا ۴ گیگابایت رم دسترسی دارند. به نظر می رسد که تعداد زیادی از کامپیوترهای خانگی از ۲۵۶ مگابایت تا ۵۱۲ مگابایت RAM استفاده می کنند. با این حال، یک محدودیت ۴ گیگابایتی می تواند مشکل بزرگی برای دستگاه های سرور و ماشین های موجود در پایگاه های داده بزرگ باشد. حتی اگر ماشین های خانگی هم به زودی روند رو به رشد ادامه پیدا کنند، ماشین های خانگی شروع به تسریع در برابر حد ۲ گیگابایت یا ۴ گیگابایت خواهند کرد. یک تراشه ۶۴ بیتی هیچ کدام از این محدودیت ها را ندارد، زیرا فضای آدرس ۶۴ بیتی RAM در اصل برای آینده قابل پیش بینی بی نهایت است – ۲ تا ۶۴ بایت حافظه رم چیزی حدود یک میلیارد گیگابایت رم است.

با یک اتوبوس آدرس ۶۴ بیت و اتوبوس های اطلاعاتی با سرعت بالا بر روی مادربرد، دستگاه های ۶۴ بیتی همچنین سریعتر I / O (ورودی / خروجی) سرعت را به چیزهایی مانند هارد دیسک و کارت های ویدئویی ارائه می دهند. این ویژگی ها می تواند عملکرد سیستم را تا حد زیادی افزایش دهد.

سرورها قطعا می توانند از ۶۴ بیت بهره مند شوند، اما در مورد کاربران عادی؟ فراتر از راه حل RAM، روشن نیست که یک تراشه ۶۴ بیتی در حال حاضر “کاربردهای عادی” هر گونه مزایای واقعی و ملموس را ارائه می دهد. آنها می توانند داده ها را پردازش کنند (اطلاعات بسیار پیچیده ای که تعداد زیادی عدد واقعی دارند) سریعتر انجام می شود. افرادی که ویرایش ویدیو را انجام می دهند و افرادی که ویرایش عکس را بر روی تصاویر بسیار بزرگ انجام می دهند از این نوع از قدرت محاسبات سود می برند. بازی های با کیفیت بالا نیز از مزایای ویژگی های ۶۴ بیتی برخوردار خواهند شد. اما کاربر معمولی که خواندن پست الکترونیکی، مرور وب و ویرایش اسناد ورد را دارد، واقعا از پردازنده استفاده نمی کند.