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黎明中的64位 Win XP64位與32位性能對比
與普通的應用軟件相比，家用電腦操作系統的更新速度要慢得多。但是，它的每一次更新，幾乎都會在整個家用電腦市場上引發一次規模巨大的“地震”，從軟件廠商到硬件廠商，都會因之而調整自己的產品策略，推出與之相配套的新品。
自從2000年微軟推出全新的家用操作系統“Windows XP”至今，五年已經過去了，沉寂已久的市場即將面對又一次巨大的變革，這就是長期以來一直被人們傳說得沸沸揚揚的微軟下一代家用電腦操作系統，代號為“Longhorn”，而最終被微軟命名為“Windows Vista”的64位操作系統。
64位系統在運行傳統的32位Windows XP時性能究竟有多大的提升？同樣的硬件平臺在運行64位的Windows XP時會有什么樣的表現？英特爾的64位平臺和AMD的硬件平臺在運行同樣的測試程序時，哪一個能夠得到更高的分數？
在本期的《封面故事》中，我們除了將向您全方位地介紹64位系統的知識和微軟最新的64位操作系統“Windows Vista”之外，我們還特意搭建了4個分別由英特爾和AMD處理器組成的不同的64位硬件平臺，使用Sandra2005等專業測試軟件對64位系統和32位系統的性能進行了測試比較，帶您深入體驗64位系統與32位系統的異同。
當您在欣賞令人驚心動魄的科幻大片《星球大戰前傳III》的時候，您是否想到，我們所看到的這一幕幕亦真亦幻、惟妙惟肖的畫面，都出自AMD最新的64位通用計算平臺，正是這一平臺的低價格與高性能保證了影片的大獲成功。
今年5月19日，全球影迷期待的《星球大戰》系列電影——《星戰前傳III：西斯的復仇》在全球公映，這部世界電影史上最負盛名的科幻片再次把科幻電影奇才導演喬治·盧卡斯想像的詭異空間展現在全世界面前。
2002年5月19日，《星戰前傳II：克隆人進攻》首映當天即收入8000萬美元票房，最終的總票房是3.11億美元；而在1999年5月19日首映的《星戰前傳：魅影危機》同樣達到了6500萬美元，最終票房為4.31億。從此，5月19日便成了盧卡斯的幸運日。
是什么造就了喬治·盧卡斯和《星球大戰》系列電影？是數字技術。事實上，正是喬治·盧卡斯在1977年執導的《星球大戰》中前所未有地大規模運用電影特技，開創了嶄新的電影天地，徹底改變了好萊塢對于科幻電影的否定態度。盧卡斯也拋開傳統的膠片方式，全部影像都用“0”和“1”來記錄和表現。這一次他嘗試將后期處理工作從昂貴的專用圖形工作站轉向基于AMD 64處理器的通用服務器平臺，結果電影制作速度明顯提升，而且花費不多?！缎菓鹎皞鱅II》的后期制作總共做出了大約6800個鏡頭，這個數字讓喬治·盧卡斯有充分的制片空間來“為所欲為”，最后盧卡斯從中精選了2200個鏡頭。而在《星戰前傳II》中，盧卡斯僅僅做出了4500個鏡頭。借助64位計算的速度優勢，盧卡斯豐富了很多電影細節，激光劍的反光以及黑武士那可以當鏡子的黑面具等，這些正是64位計算所帶來的前所未有的創造力和魅力所在。
64位的發展歷程
我們知道，x86結構在1981年隨著IBM PC-XT個人電腦的中央處理器——Intel8086進入了人類的世界，這顆在當時擁有優秀性能和低廉價格的處理器，是一顆真正16位的微型處理器。英特爾隨后發布的80286也是一顆16位的x86結構處理器，它采用16位的x86指令系統，但擁有更為先進的保護模式指令集。很快，PC的發展就使英特爾覺得有必要推出基于32位x86指令集的CPU——80386。從此以后的10多年間，80486、80586(Pentium)、80686(Pentium 2)、Pentium 3直到Pentium 4，英特爾一直牢牢占據著個人電腦發展路程上的核心地位。32位的x86架構也經歷了10多年的風雨，過去20年中，x86以無可比擬的性能價格比優勢成為計算平臺的標準。x86系統以每年超過1億臺的裝機量和90%以上的市場占有率被用戶廣泛認可，同時開放平臺的良性競爭環境也推動著x86派的技術發展遠遠超過RISC體系。
微軟操作系統發展史
x86產品已經從最初的PC機走入了工作站、服務器領域，大有取RISC而代之、統一計算天下的態勢。在這個過程中，惟一阻礙x86進入高端企業市場的，就是x86仍然基于32位技術——對于高端的企業級服務器與工作站應用無能為力。伴隨著企業計算應用的發展，64位應用越來越廣泛，令x86向64位擴展勢在必行，也成為統一64位計算標準的希望。與此同時，在個人、商務和移動計算領域，32位計算也漸漸開始顯得力不從心，不管出于技術還是競爭需要，32位的時代已經漸漸開始過去了。
企業市場傳統上一直是RISC廠商和UNIX的天下，英特爾雖然一直想打進去并獲得與在個人電腦市場上同樣的成功，但卻遲遲未能如愿。因此，英特爾單獨發布了專為64位市場而定做的IA-64架構以及相關的64位指令規格，并發布了名為Itantium(安騰)的企業級64位處理器。安騰確實是高性能的處理器，但是它的IA-64并不兼容x86-32指令集，也就是說個人電腦的應用程序并不能在安騰上運行，這樣，大眾用戶實際上是被英特爾劃到了64位的界外。
32位程序可在64位windows下運行
不過，這正好給了AMD一個大好的機會，使其可以自己研發處理器架構并與英特爾分庭抗禮。雖然機會的出現猶如白駒過隙，但AMD牢牢抓住了它，研發出了自己的64位處理器架構，命名為x86-64。從這個名字我們就能看出，AMD的64位指令系統是從x86擴充而來的，并且，AMD讓新的64位處理器兼容以往的32位指令集。也就是說，AMD的新處理器不但是一顆64位處理器，同時也是32位的。AMD成功了，它發布的Opteron處理器迅速被市場所接受，在一年之內，AMD推出了3個系列的64位處理器：面向服務器和工作站的Opteron系列；面向發燒友和頂級個人電腦的Athlon FX系列和面向高性能、低價格桌面電腦的Athlon 64系列。
要實現64位計算，光有硬件還是不夠的。表面看來，64位操作系統似乎是剛出現不久的新事物，實際上，微軟早在2001年就推出了Windows 2000 DataCenter的64位版本，是為英特爾安騰服務器推出的IA-64架構的操作系統，不能運行在個人電腦上。到了2003年，Windows Server 2003推出了四個版本，分別是專業版、Web服務器版、企業版和數據中心版；其中企業版和數據中心版都有32位和運行于安騰之上的64位兩個版本，同時Windows XP也有64位的安騰工作站版，應該說微軟在64位的路上是先行者。但是奈何素來所向披靡的Wintel聯盟這次也犯了一個不大不小的錯誤：不能向下兼容32位應用。因此，在這個32位應用仍然占據主導地位的時代，這種純64位的處理器和操作系統還難以被大眾所接受。
正是因為上述原因，現在大家普遍認為64位時代是從x86領域出現64位計算才真正開始的。
在64位操作系統的競爭中，Linux可算獨占先機。早在2002年，Red Hat Linux就已經支持AMD的64位處理器系列產品，包括高端的Opteron和低端的Athlon處理器。而隨著Linux 2.6內核的發布, Linux對64位計算的支持可謂如虎添翼，Linux 2.6內核能夠支持最大64GB的內存，能夠處理大于2TB的文件系統，并且在基于x86的SMP系統中支持64個CPU，這些特性都使該內核和Linux更有資格成為關鍵任務系統的運行平臺。借著Linux 2.6內核的發布，以SuSE為代表的Linux系統迅速出現了64位發行版。
在和Linux的64位賽跑中，Windows的起跑明顯落后了。不過，微軟戰車的動力強勁，一旦開始加速，前進的速度不可小視。除了Windows XP Professional x64和Windows Server 2003 x64之外，Windows的下一代操作系統Vista已經出現了最新的Beta1版，并且32位版和64位版在同一時間發布，由此可以看到微軟強攻64位操作系統市場的決心。
支持超過4GB虛擬內存
除了Linux、Windows之外，64位操作系統陣營中還有一個不能忽略的身影：Sun公司的Solaris 10。Sun在總結Solaris 10的關鍵特性時，第一條就指出，它能夠在廣泛的SPARC和基于x86的系統上運行，包括新的AMD Opteron處理器；并保證與現有的應用程序兼容。所以說，對于x86系統平臺的支持，是Solaris 10新生的第一要義。
觸手可及的64位應用
眼下，64位硬件平臺、操作系統已經整裝待發，部分高端應用程序也出現了64位版，那么我們是不是可以完全投入64位的懷抱了呢？
先讓我們來看看目前Windows平臺上典型的64位應用再下結論吧。目前微軟已經有多款支持64位硬件的Windows操作系統，最新的Vista也同時推出了32位版和64位版，因此操作系統方面不成問題。除了操作系統和在硬件驅動方面的大量更新、升級，微軟也已經推出SQL Server 2005(64位)，同時推出了SQL Server 2000的SP4補丁，以兼容64位計算平臺。在開發工具方面，微軟現在推出了64位的編譯器，語言涵蓋了C/C++、ASP、BASIC語言，它們通過使用Windows 64 API來開發兼容64位計算平臺的應用程序。
另外，我們還看到越來越多的從64位平臺獲益的例子。比如北京超圖地理信息技術有限公司在微軟中國技術中心的全力支持與協助下，完成了其主打GIS軟件產品：SueprMap DeskPro和SuperMap IS.NET 5.0在微軟Windows64位操作系統的測試，測試結果表明上述兩個產品能夠全面支持64位操作系統，并且每秒響應的請求數量比32位操作系統中提高將近1倍，性能大幅提高。在微軟公開的多個測試中，對同樣的應用來說，64位應用的效率都比32位應用的效率要大大提升。
隨著x86平臺64位Windows的發布，國際著名軟件廠商比如Adobe、BMC、IBM、McAfee、Oracle、Symantec、UGS和VERITAS紛紛表示已經或者正在開發支持Windows 64位平臺的軟件；在國內，微軟已與包括用友、金蝶、江民、瑞星、金山等在內的軟件廠商開展合作，預計未來幾個月中將有數千個軟件產品問世。
對于開發人員來說，在32位平臺下撰寫的應用程序拿到64位平臺上重新編譯，需要做的修改小于10%。開發者甚至可以使用Microsoft Visual Studio 6 IDE生成64位應用程序，而無需升級到最新的Visual Studio版本。已面市的64位開發工具還有SUN的64位JAVA編譯器、Apple的Xcode 2和一些64位Linux自帶的C/C++編譯器。64位應用的開發也不成問題。
似乎“萬事俱備，只欠東風”了，果真如此嗎？
硬件驅動是個很容易被忽視、但卻極端重要的問題。和應用軟件不同，硬件設備的驅動程序無法通過兼容模式與現有的64位操作系統融合。隨著Windows 64位平臺的發布，英特爾、AMD、NVIDIA、ATI、創新等知名硬件廠商已經發布了64位的驅動程序，但是僅有這些硬件廠商的跟進還遠遠不夠。從Windows x64的實際測試和安裝情況來看，很多測試用戶遇到的問題仍然是硬件驅動問題，并且用戶無法用現有的32位驅動來暫時解決問題，因為驅動必須是原生64位編寫的。而作為操作系統的重要組成部分，適當的驅動優化和移植又需要很長時間才能完成。
目前的32位平臺還能滿足絕大部分應用需求，和32位平臺相比，64位的應用實在是太過匱乏。因此，除非有特別需要，用戶還不需要一下子就升級到64位平臺。
內存消耗驚人
不得不談的兼容性問題
雖然64位應用已經大有“山雨欲來”之勢，不過兼容性問題又一次擺在了所有軟件廠商的面前。
經歷了從8位計算到16位計算技術、16位計算向32位計算的兩次遷移，隨著64位計算的興起，我們又再一次面臨由32位計算向64位計算的過渡。面對龐大的32位市場，如何過渡到64位計算平臺則成為人們越來越關切的問題?；仡^借鑒歷史上計算機的發展歷程，我們會發現，兼容性在這個歷程中占據了舉足輕重的地位。
人們對從8位計算向16位計算技術的過渡也許感觸不深，而從16位計算向32位計算的遷移則大大影響了人們的生活。因為對x86架構來說，從16位計算技術向32位計算技術的遷移使得PC完成了從286架構向386架構的轉化。而且也正是因為這種轉化，PC才開始真正對人們的生活產生了極大的影響。32位計算剛剛推出之時，面對廣泛的16位軟硬件市場，果斷采用了兼容原則，即支持32位計算技術的386處理器完全支持16位計算軟件，成為一套能夠發揮比任何16位平臺更高性能的計算機平臺。隨著人們越來越廣泛地應用32位計算平臺，軟件供應商也設計出了真正的32位軟件來進一步發掘32位計算平臺的性能，這樣經過5年的漫長遷移過程，32位最終普及并逐漸發展壯大而形成現在的市場局面。其實在x86處理器由16位向32位遷移的同時，還出現了另外一種被稱為Risc的架構。Risc架構由于具備精簡指令集等優點，被很多人認為是由16位計算技術走向32位計算技術的必由之路。不過Risc架構最致命的缺點就是與當時已經極為流行的x86架構不兼容。時至今日，當我們再回過頭去找那些力推Risc架構的廠商時，他們中的大多數要么已經退出歷史舞臺，要么僅行走在非常狹窄的高不可及的領域。歷史在一次次地向人們昭示著一個規律——每次在發生技術遷移時，必須使前后兩個系統間保持最大的兼容性，只有達到平滑過渡的系統生命力才會最強。
所以我們不難推斷，在32位計算技術向64位計算技術遷移的過程中，系統兼容性的規律同樣會再一次發生作用，因此平滑過渡策略將是32位向64位遷移的最佳策略。
事實上，從微軟目前推出的兩款桌面級64位操作系統中我們已經可以看到，它們都不約而同地提供了32位應用的兼容模式。所以，即使64位應用已經向我們走來，這也絕不代表32位操作系統和應用軟件會立刻退出歷史舞臺。
32位、64位兩個版本
64位之后
目前的大多數用戶最早接觸到的計算機都是32位的?；仡櫄v史，我們會發現，從8位升級到16位、16位升級到32位的過程都很快，大約只有6、7年的時間。而32位持續的時間則很長，大約有20年。這是因為32位計算技術在絕大多數情況下都能滿足人們的需要?？墒乾F在，隨著互聯網等技術的發展，對內存需求越來越大，像股票交易，全國十幾萬股民在線交易，有幾千支股票，每10秒數據量就超過2GB，32位服務器完全不堪負荷，在專業的建筑、制圖、地質勘探、環境模擬、視頻制作等應用領域，32位平臺同樣捉襟見肘，升級到64位是勢在必行。
64位已經向我們走來，也許你還躺在32位的世界里遨游，也許你覺得數字世界的發展快得超過了你的想象，然而實際情況是：數字技術發展的精彩序幕才剛剛揭開，64位絕對不會是數字發展技術的終點?，F在有很多協處理器都出現了128位，也許將來的某一天，虛擬現實技術讓128位的CPU都難以承受，人類又得翻過128位的崇山峻嶺朝更高的目標邁進。如果你問未來會出現1024位的CPU嗎？CHIP敢肯定那也絕非胡思亂想！
在現階段，關于64位平臺的性能與32位平臺相比究竟強大多少，一直眾說紛紜，尤其是在64位平臺上運行32位的程序時，性能是否會得到提高，一直是人們關注的問題。為此，CHIP本次特意搭建了4個具有代表性的64位硬件平臺，以實際測試的數據來為您展示現階段64位平臺的實際性能。
為了使讀者更加清晰、直觀地了解到64位運算的實際性能，我們搭建了4套不同的64位硬件平臺，分別使用英特爾的奔騰4 660處理器、奔騰4 526處理器，以及AMD FX57處理器和Athlon 64 3200＋處理器。其中，采用英特爾的奔騰4 660處理器和AMD的FX57處理器所搭建的是兩個高端的硬件平臺，而采用英特爾奔騰4 526處理器和AMD Athlon64 3200+處理器的兩個平臺，則為略低一些的主流配置平臺。需要說明的是，兩個高端平臺由CHIP搭建，兩個主流配置平臺則直接采用了惠普的Pavilion w5189cn和Pavilion a1070cl家用臺式電腦。為了在下文中行文的方便，我們將英特爾的兩個平臺分別命名為英特爾一號平臺(對應高端)和英特爾二號平臺(對應主流)，而將AMD的兩個平臺分別命名為AMD一號平臺(對應高端)和AMD二號平臺(對應主流)。
在測試軟件方面，我們使用了Sandra2005、3DMark05、UT2004、CS:S、CINEBENCH 2003、Far Cry等幾種軟件，希望通過這些軟件的測試可以從各個方面反映出64位系統的特性。在測試過程中，我們在所有4個平臺上都分別安裝了WindowsXP和WindowsXP Professional x64 Edition，然后分別在這兩個系統上運行相同的測試軟件，以比較在同一個64位的硬件平臺上，32位操作系統和64位操作系統之間的性能差異。為了使您能夠更加方便、快捷地理解我們的測試數據，我們將所有數據都制作成了柱圖的形式。此外，由于測試項目較多，因此我們就不再將所有的測試數據都標在圖中了，而替之以32位和64位系統之間所存在的差異百分比。舉例來說，在英特爾一號平臺上運行Sandra2005中的Dhrystone ALU(MIPS)時，在Windows XP下所得數值為10647，而在Windows XP Professional x64 Edition中所測數值則為12666。因此，在柱圖上我們將前者所得的數值默認為是基數“1”，然后標出后者比其高出的百分比：19%。
64位前景誘人
雖然微軟還未推出針對家庭用戶的Windows XP Home x64版和針對中國用戶的簡體中文版Windows XP Professional x64位版操作系統，但是64位的前景已幾乎令所有的用戶感到興奮：如果使用了64位操作系統，用戶就可以在不進行任何硬件再投資的情況下，獲得更高的性能。
雖然64位的WindowsXP推出已經有一段時間，驅動程序也日趨完善，但是個人用戶可以利用的64位軟件仍然為數不多，64位的性能優勢仍然要通過已經為64位優化過的測試軟件來體現。
Sandra2005是目前為數不多的為64位操作系統優化過的測試軟件。在64位Windows XP平臺下，Sandra2005的成績普遍大幅度提高，其中尤以浮點處理能力提高比例最大。定位高端的英特爾奔騰4 660系統和AMD Athlon FX57系統的算術運算性能在64位平臺遷移中獲益較多，這和高端系統配有更多緩存和更高的FSB速度不無關系。但是在多媒體性能測試中，基于EM64T技術的英特爾平臺雖然在性能上有一定的提升，不過規格更為接近主流的Pavilion w5189cn性能提升更為明顯，其中的Floating-Point x4 iSSE2項目甚至提高了49%之多。反觀基于AMD64技術的兩個平臺，它們的性能提升沒有英特爾平臺提升得那么多，甚至還出現了64位平臺下Integer x8 iSSE2成績比32位平臺下大幅度下降的“意外”現象，究其原因恐怕與AMD64平臺使用的編譯器有關。
黎明中的64位系統
在《CS：S》游戲測試中，64位平臺的測試成績提升較大。通過測試我們可以看到，英特爾二號平體的編解碼能力在64位環境下還是略優于32位系統的。但是在軟件OpenGL的渲染測試中，64位系統的渲染能力有所下降。
由于現在還沒有64位平臺下的多媒體編解碼器，因此AMD一號平臺在64位平臺下的多媒體處理能力與32位下相同。但在游戲軟件Far Cry的測試中，CHIP發現仍舊是32位平臺下的執行效率更高，即便是在64位環境下運行該軟件的32位版本，都會出現一定程度的性能損失。
AMD一號平臺也是CHIP可以搞到的當前國內硬件配置最高的AMD平臺，所以所有的測試都是在高負載環境下完成的。通過測試我們可以看到，64位 Windows XP平臺下，CPU的整數運算能力有了全面提升，尤其是浮點運算部分，性能提升顯著。但在多媒體運算的測試中，AMD一號平臺卻出現了負增長。至于整合多媒體運算能力，64位下的測試結果比32位下有很大程度的下降。但在浮點多媒體處理能力方面，64位平臺上的成績有了很大提高。兩個平臺的內存處理能力表現較為接近。
高端英特爾平臺整體來看比AMD平臺更加穩定。以CPU的計算能力為例，無論是整數運算還是多媒體運算，64位處理能力相比32位平臺都有一定的提高。雖然英特爾平臺的性能提升也比較小，但至少測試數據沒有降低。英特爾平臺的內存性能方面，64位與32位基本相同，這與AMD平臺的表現結果一致。這也說明現階段的“64位”并不能對內存性能的發揮有太大幫助。
在《Far Cry》的測試中，英特爾平臺與AMD平臺表現出了相同的問題，64位環境下表現不升反降。同時，也許是受到多媒體解碼器的影響，英特爾平臺在64位環境下，如果使用32位解碼器，性能并不會有任何提高。
在英特爾二號平臺上，我們并沒有進行過多的子項性能測試，而是盡量模擬家庭用戶的實際使用環境，使用多種主流軟件進行測試。通過測試我們可以看到，在CPU計算能力方面，英特爾主流平臺與高端平臺的表現基本一致，性能全面提升，但幅度并不大。在顯示性能方面，64位環境下的性能同樣有所提升。
在AMD二號平臺上，其測試項目與英特爾二號平臺相同。在CPU運算能力的測試中，主流AMD平臺與高端AMD平臺相同，在Integer x8 iSSE2的測試中，成績不升反降，這也排除了測試軟件出錯的可能。在有關DirectX 9.0的游戲性能測試中，64位系統都有所提高，只是提升幅度不同。在《CS:S》的測試中，AMD二號平臺的表現與英特爾二號平臺相同，在64位環境下提升幅度較大。另外，在軟件OpentGL渲染的測試中，64位平臺的性能相比32位平臺也有很大的提升。
測試
水晶桌面
強大的資源管理器
消失的地址欄
奇妙的虛擬文件夾
比較
比較
比較
比較
