Kokeilussa Vista64
Petteri Järvinen • Piirros: Petri Rotsten
Kokeilussa Vista64
Prosessorit ovat kaikessa hiljaisuudessa siirtyneet 64-bittiseen aikaan. Silti moni käyttää yhä 32-bittistä käyttöjärjestelmää ja sen sovelluksia. Joko seuraava Windows-päivitys kannattaa tehdä 64-bittiseksi?
Keskuskoneissa ja unix-työasemissa siirryttiin 64-bittisyyteen jo 1990-luvun alkupuolella. Pc-maailma heräsi asiaan vasta huhtikuussa 2003, kun AMD aloitti Opteron-prosessorin toimitukset.
Vanhojen 32-bittisten ohjelmien kanssa yhteensopiva Opteron oli paha imagotappio Intelille. Se joutui lisäämään 64-tuen pikaisesti myös omiin prosessorimalleihinsa.
Ensimmäisenä tuen saivat Pentium 4:n Prescott-versiot kesällä 2004. Sen jälkeen tuki lisättiin muihinkin niin, että kaikki nykyään myytävät prosessorit ovat 64-bittisiä – jopa Celeron-halpamallit. Intelin mobiiliprosessoreihin tuki lisättiin kesästä 2006 alkaen.
Onko 2 x 32 = 64?
Prosessorin 64-bittisyys tarkoittaa sitä, että sisäiset rekisterit ovat 64-bittisiä ja siten kaksi kertaa aiempaa leveämpiä. Aritmetiikka- ja bittioperaatiot käsittelevät kahdeksan tavua kerralla, kun 32-bittisessä määrä on vain neljä tavua.
Vielä suurempi vaikutus on prosessorin laajemmalla osoiteavaruudella. Se ei ole aivan 64-bittinen, mutta joka tapauksessa tuntuvasti suurempi kuin 32-bittisen prosessorin tuntemat neljä gigatavua.
Käytännössä 64-bittinen prosessori ei ole kaksi kertaa tehokkaampi kuin 32-bittinen vastineensa samalla kellotaajuudella, sillä vain harva sovellus hyötyy datan käsittelystä 64 bittiä kerrallaan.
Leveämmistä rekistereistä on eniten hyötyä laskentasovelluksissa, kokonaislukuaritmetiikassa ja manipuloitaessa bittejä esimerkiksi tiedonsalauksen tarpeisiin. Tällaiset sovellukset saattavat nopeutua 64-bittisiksi käännettyinä jopa moninkertaisesti.
Vaikka 64-bittisyys mahdollistaa isomman muistin ja tiedon käsittelyn isompina paloina, pidemmät muistiviittaukset, osoittimet ja konekielikäskyt vievät muistissa enemmän tilaa. Se kasvattaa ohjelmien kokoa ja lisää niiden ajonaikaista muistintarvetta.
Aiemmin tällä oli suurikin merkitys, sillä prosessorien sisäiset välimuistit olivat pieniä. Nykyisin välimuistia on useampi megatavu ja keskusmuistia gigakaupalla, joten asialla ei ole juurikaan väliä.
Vista 64 vaatii allekirjoituksen
Microsoft on myynyt 64-bittistä Windows Server 2003 -palvelinversiota jo pitkään. Myös Windows XP:stä oli 64-bittinen versio, mutta varsinaisesti markkinat avautuivat vasta Vistan myötä.
Microsoft seuraa käyttöjärjestelmien 32/64-suhdetta Windowsin päivityspalvelun tilastoista. Kesällä 2008 se ilmoitti havainneensa selvän muutoksen: Käytössä olevien 64-bittisten Windowsien määrä oli lähtenyt äkisti nousuun ja peräti kolminkertaistunut muutamassa kuukaudessa.
Moni on näihin päiviin asti valinnut 32-bittisen Vistan yhteensopivuussyistä, mutta nyt aika näyttäisi olevan kypsä 64-bittisyydelle. Käytännössä se tarkoittaa sovellusten ja ajurien saatavuutta.
Vista 64 vaatii 64-bittiset, digitaalisesti allekirjoitetut ajurit. Tavallinen Vista ja Windows XP varoittavat, jos allekirjoitusta ei ole, mutta antavat silti tehdä asennuksen. Vista 64 ei anna.
Uusille oheislaitteille, kuten digi-tv-korteille ja näytönohjaimille, on lähes poikkeuksetta saatavilla 64-bittiset ajurit. Web-kamerat, langattomat näppäimistöt tai tulostimet voivat kuitenkin tuottaa yllätyksiä.
Vanhoihin laitteisiin ajureita ei ehkä ilmesty koskaan, sillä koodaustyö ja allekirjoitus maksavat. Asia kannattaa varmistaa hyvissä ajoin ennen oman koneen päivittämistä.
Toinen rajoitus on siinä, että vanhat dos-ohjelmat ja 16-bittiset Windows-sovellukset eivät toimi. Niitä on enää harvalla käytössä, mutta esimerkiksi sovellusten asennusohjelmat saattavat yhä olla vanhaa 16-bittistä koodia.
Vista-yhteensopivuudesta kertovan logon ehtona on toimivuus myös 64-bittisessä versiossa.
Vista-käyttäjille 64-bittisyys tuo lisähyötyä parantuneen turvallisuuden muodossa. Käyttöjärjestelmän ydintä rootkit-ohjelmilta suojaava tekniikka sisältyy vain 64-bittiseen Vistaan. Samalla se tosin pakottaa päivittämään vanhat turvaohjelmat uusiin versioihin.
Enemmän muistia
Tavallinen Vista vaatii kaksi gigatavua muistia toimiakseen jouheasti. Toisaalta yläraja on neljässä gigatavussa – sen enempää ei 32-bittinen Vista pysty näkemään.
Asiaa pahentaa näytönohjain, joka tarvitsee ikkunan kuvatakseen oman muistinsa prosessorin ulottuville. Yleinen 512 megatavun näyttömuisti jättää Vistalle vain 3,5 gigatavua.
Toisaalta 32-bittiset Windows-sovellukset näkevät tästäkin määrästä vain kaksi gigatavua (tai kolme, jos ne on käännetty isompaa muistia tukeviksi). Montaa isoa sovellusta yhtä aikaa käytettäessä neljä gigaa käy ahtaaksi.
Vistan 64-bittinen versio hyödyntää muistia ainakin 128 gigatavuun saakka, Server 2003 jopa 1024 gigatavuun asti. Muistinhallinta pystyy antamaan isoa muistia varten käännetyille 32-bittisille sovelluksille enintään neljä gigatavua, joten laajemmasta muistista on iloa lähinnä moniajossa – ei niinkään yksittäisen sovelluksen kohdalla.
Täysi hyöty saadaan vasta sitten, kun sovelluksetkin ovat 64-bittisiä. Laskenta-, tietokanta- ja cad-ohjelmat ovat jo valmiita 64-bittisyyteen, mutta yleisistä sovelluksista näin pitkälle ovat edenneet vasta Adoben Photoshop CS4 ja Lightroom 2.0.
Videoeditori Premieren CS4-versio käynnistää 64-bittisessä koneessa itsestään useita kopioita, jolloin ne pystyvät yhdessä hyödyntämään isompaa muistia, vaikka sovellus onkin 32-bittinen.
Kaikesta päätellen ison sovelluksen kääntäminen 64-bittiseksi ei ole mikään triviaali tehtävä.
Näkymätöntä lisävääntöä
Vista Ultimaten 64-bittistä versiota kokeiltiin Intelin emolevyllä varustetussa neliytimisessä pöytäkoneessa, jossa oli kahdeksan gigatavua muistia.
Silmämääräisesti käyttöjärjestelmän bittimäärää oli mahdoton havaita. Asia selvisi vain tutkimalla eräitä Vistan näyttöjä ja hakemistorakenteita. Selvää nopeus- tai vakausetua ei liioin havaittu: myös 64-bittisen Vistan sai jumittumaan.
Windowsin omista apuohjelmista laskien 64-bittisyys lisää tiedostokokoa keskimäärin 16 prosentilla. Keskusmuistia samat ohjelmat veivät jopa kaksinkertaisesti.
Kaikkiin testattuihin lisälaitteisiin löytyi 64-bittinen ajuri. Parin kuukauden käytön aikana tuli vastaan vain muutamia sovelluksia, jotka eivät toimineet. Lähinnä kyse oli apu- ja diagnostiikkaohjelmista. Esimerkiksi Intelin oma Integrator Assistant on saatavilla vain 32-bittisenä.
Yli 10 vuotta uskollisesti palvellut 32-bittinen Psp toimi muutoin, mutta hävisi ilman virheilmoitusta aina tallennuskomennon saatuaan. Ilmeisesti ohjelmassa oli pätkä 16-bittistä koodia. Ilmoitus virheestä olisi silti ollut paikallaan.
Toinen yllätys oli Canonin raw-koodekki, joka näyttää digikameran raw-kuvat suoraan tiedostohallinnasta. Ohjelma näytti asentuvan normaalisti, mutta kuvia ei vain näkynyt. Ihmettelyn jälkeen Canonin lataussivulta löytyi pieni maininta Vista 32-tuesta.
Kilpailevan Nikonin vastaava ohjelma ei sekään tue 64-bittisyyttä. Linjavalinta on outo, sillä digikuvauksen ammattilaiset ovat ensimmäisten joukossa siirtymässä isomman muistin aikakauteen.
Koneessa testattiin myös uusia Photoshopin ja Lightroomin 64-bittisiä versiota. Molemmat toimivat hyvin ja näkivät koko keskusmuistin, mutta selvää nopeutumista ei voinut havaita. Kannattaa huomata, että 64-bittinen Photoshop ei ole yhteensopiva aiempien 32-bittisten plug-in-laajennusten kanssa.
16 gigatavua keskusmuistia
Muutama vuosi sitten uuden pc:n vakiomuisti oli yksi gigatavu. Tänään lähestytään jo neljän gigatavun rajaa, ja sen yli mentäessä 64-bittisyys on ainoa vaihtoehto.
Mihin kukaan tarvitsee näin suuria muistimääriä?
Nykyiset sovellukset pystyvät helposti hyödyntämään gigatavuittain keskusmuistia. Isot tietokannat, digitaalinen videoeditointi ja palvelinohjelmistot nopeutuvat sitä enemmän, mitä suurempi osa datasta voidaan pitää nopeassa muistissa ja mitä vähemmän joudutaan käyttämään levyä.
Jo kolmen tunnin ohjelman tallennus digi-tv:stä rikkoo neljän gigatavun maagisen rajan. Jos tiedostoa halutaan muokata tai käsitellä, kahdeksan gigatavua muistia tulee tarpeeseen. Silloin koko tiedosto päästään lataamaan muistiin, eikä sitä tarvitse lukea paloina levyltä. Varsinaisen videodatan lisäksi tarvitaan tilaa myös undo-puskureille.
Tunnin digitaalinen kotivideokasetti (dv) tuottaa noin 13,7 gigatavun tiedoston. Sen mahtuisi mukavasti 16 gigatavun muistiin, jolloin leikkaaminen ja editointi kävisivät kuin tanssi.
Teräväpiirtoon siirtyminen kasvattaa muistivaatimuksia entisestään.
Toinen arkipäiväinen muistisyöppö on virtualisointi. Yhteen koneeseen luodaan virtuaalisesti useita Windows- tai unix-koneita, joissa pyöritetään omia sovelluksia. Virtualisointi helpottaa ylläpitoa ja säästää laitekustannuksia, koska yhden laitteen teho voidaan käyttää maksimaalisesti hyväksi.
Jos jokaista sovellusta ajettaisiin erillisessä koneessa, laite- ja energiakustannukset nousisivat moninkertaiseksi.
Virtualisointi on suosittua konesaleissa, mutta sitä käytetään yhä enemmän myös pöytäkoneissa. Syinä voi olla esimerkiksi tietoturva tai se, että kehitys- ja testausympäristöt halutaan pitää täysin erossa toisistaan. Ja jos 64-bittisessä Vistassa on pakko ajaa vanhoja dos- tai Windows-sovelluksia, 32-bittinen virtuaalikone niitä varten on ainoa keino saada sovellukset yhä toimimaan.
Aluksi hurjalta tuntunut 16 gigan muisti ei enää olekaan paljoa – siihen mahtuu vain neljä kappaletta neljän gigatavun virtuaalista Windowsia tai unixia.
Pc:n pitkä tie 64 bittiin
Intelin ensimmäinen prosessori vuodelta 1971 oli nelibittinen. Kun harrastajille myydyt mikrotietokoneet alkoivat yleistyä 1970-luvun puolivälissä, niissä oli jo kahdeksanbittinen prosessori.
Cp/m-käyttöjärjestelmä hallitsi toimistomikrojen markkinoita 1970- ja 80-lukujen vaihteessa. Se perustui kahdeksanbittiseen Z80-prosessoriin, mikä puolestaan rajoitti keskusmuistin 64 kilotavuun. Ihan tosi: 64 kilotavuun.
Texas Instruments tarjosi jo 1980-luvun alussa ensimmäistä 16-bittistä kotimikroa. Vähän myöhemmin ilmestynyt Sinclair QL käytti Motorolan uutta prosessoria ja sitä mainostettiin ensimmäisenä 32-bittisenä mikrotietokoneena.
Toimistokoneissa siirryttiin 16-bittiseen aikaan vasta 1982 esitellyn IBM Pc:n myötä. Siinä oli tosin 20-bittinen osoiteväylä, mikä mahdollisti jopa 16 megatavun keskusmuistin. Harmi vain, ettei sen aikainen dos-käyttöjärjestelmä ymmärtänyt kuin 640 ensimmäistä kilotavua. Sekin oli kymmenkertaisesti sen aikaisia kilpailijoita enemmän.
Compaq yllätti kaikki esittelemällä vuonna 1986 ensimmäisen Intelin 386-prosessoria käyttäneen pöytäkoneen. Sen mukana pc-maailma siirtyi 32-bittiseen kauteen – tosin vain tekniikan osalta. Käyttöjärjestelmät raahasivat perässä vielä pitkään, kunnes vasta 1990-luvun alussa Windows NT ja OS/2 2.0 hyödynsivät 32-bittistä muistiavaruutta ja uusia käskyjä.
Muisti tosin oli niin kallista, ettei kenelläkään ollut varaa hankkia sitä kuin muutama megatavu – eikä emolevyllä olisi ollut enemmälle tilaakaan.
Intelin 386-prosessorin suurin hyöty olikin sen kiinteänmittaisissa muistisivuissa ja virtualisoidussa dos-tilassa, joka mahdollisti dos-sovellusten aidon moniajon.
Kaiken tämän hehkutuksen ja markkinointikikkailun jälkeen onkin hieman yllättävää, miten vähäeleisesti 64-bittisyys on tuotu julkisuuteen.
