なぜまだ 128 ビット コンピュータがないのでしょうか?

近い将来、CPU テクノロジにビットを追加するという実際の圧力はありませんが、将来の一部のコンピューティング タスクによっては、最終的には必要になる可能性があります。

32 ビットから 64 ビットへの移行は、コンシューマ CPU にとってかなり大きな出来事であり、それ以前はビット追加競争が盛んに行われていましたが、過去 20 年間、私たちは 64 ビットに固執してきました。 CPU の次は何でしょうか?

32 ビット プロセッサと 64 ビット プロセッサ

32 ビット プロセッサは 32 ビットの情報を同時に処理できますが、64 ビット プロセッサは 64 ビットの情報を処理できます。これにより、64 ビット プロセッサはより多くの情報を同時に処理できるようになり、パフォーマンスと機能が向上します。

最新のコンピューターとモバイル デバイスのほとんどは 64 ビット プロセッサを使用していますが、一部の古いデバイスには依然として 32 ビット プロセッサが搭載されており、そのため 32 ビット オペレーティング システムがまだ存在しています。 特に、Windows 11 には 32 ビット バージョンがなく、Windows 10 がこれらの古いプロセッサをサポートする最後のバージョンになります。 同様に、Apple の MacOS は 32 ビット アプリケーションのサポートを完全に終了し、両方の主要なコンピュータ プラットフォームが 32 ビットに永久に別れを告げたかのように見えます。

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ビットサイズとRAM

32 ビット CPU は、32 ビット チャンク内のデータを処理するように設計されています。つまり、それぞれが一意のアドレスを持つ 4,294,967,296 (2^32) 個の個別のメモリ位置にアクセスできます。 ただし、32 ビット システムで実際に使用できるメモリは、メモリ アドレス空間が GPU などの他のハードウェア デバイス用に予約されているため、多くの場合 4GB 未満になります。 たとえば、GPU に 512MB の VRAM が搭載されている場合、対応できるシステム RAM は 3.5GB のみです。

一般に、64 ビット CPU は、32 ビット CPU よりもはるかに多くのメモリをアドレス指定できます。 64 ビット CPU は、64 ビット チャンク内のデータを処理するように設計されており、それぞれが固有のアドレスを持つ 18,446,744,073,709,551,616 (2^64) 個のメモリ位置にアクセスできます。 理論的には、64 ビット CPU は最大 16 エクサバイト (EB) の RAM をアドレス指定できます。

実際には、64 ビット CPU がアドレス指定できる RAM の量は、オペレーティング システムとコンピューターのハードウェアの物理的制限によって制限されます。 それにもかかわらず、64 ビット CPU を搭載した最新のコンピューターとサーバーは、32 ビット システムよりも大幅に大量の RAM を搭載でき、多くのシステムは数百ギガバイト、さらにはテラバイトの RAM をサポートしています。

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なぜ CPU は 64 ビットになったのでしょうか?

より多くの処理能力とメモリのアドレス指定可能性に対する需要の高まりに応えるために、プロセッサのアーキテクチャは 32 ビットから 64 ビットに移行しました。 パーソナル コンピューターは 2000 年代初頭に 64 ビット プロセッサを使用し始めましたが、これらのプロセッサは 1990 年代にはすでにサーバーやワークステーションで利用可能でした。

64 ビット プロセッサは大量のデータを処理でき、より多くのメモリにアクセスできます。 32 ビット プロセッサと比較して優れたパフォーマンスと効率を提供します。 これが、今日の大多数のコンピューターやモバイル デバイスが 64 ビット プロセッサを使用している理由です。

特に CPU コア数の増加により、より大きな RAM 容量が必然的に必要になりました。

ビットサイズが大きいことの利点

ビット サイズが大きいほど、より広い範囲の数値を使用できるため、科学計算や金融計算など、高精度が必要なタスクに役立ちます。

ビット サイズが大きくなるにつれてコードの解読が難しくなるため、暗号化などのタスクのセキュリティを強化することもできます。

ビット数が増えると、プロセッサーはより複雑な演算と大量のデータを同時に処理できるようになり、全体的なパフォーマンスと効率が向上します。

ビット サイズを大きくすると、大規模なデータ セットや複雑なアプリケーションとのコンピューターの互換性も向上します。 これは、機械学習やその他の HPC (ハイ パフォーマンス コンピューティング) ワークロードにおける重大な問題です。

128 ビット コンピューターが必要ない理由

コンピューティングの将来を予測することは事実上不可能ですが、128 ビット コンピューターが決して必要とされない理由はいくつかあります。

• 収穫逓減: プロセッサのビット サイズが増加するにつれて、パフォーマンスと機能の向上はそれほど重要ではなくなる傾向があります。 言い換えれば、64 ビットから 128 ビットへの改善は、たとえば CPU が 8 ビットから 16 ビットになるほど劇的なものではありません。
• 代替ソリューション: 高ビットサイズの単一の大型プロセッサではなく、複数のプロセッサまたは特殊なハードウェアを使用するなど、処理能力とメモリのアドレス指定可能性の向上のニーズに対処する別の方法がある可能性があります。
• 物理的な制限: 技術的または材料的な制約により、複雑な最新の 128 ビット プロセッサを作成することが不可能になる可能性があります。
• コストとリソース: 128 ビット プロセッサの開発と製造には法外なコストとリソースが大量にかかるため、大量生産は採算が合わなくなる可能性があります。

確かに、64 ビットから 128 ビットへの移行のメリットは現時点では価値がないかもしれませんが、将来的には、128 ビット プロセッサの開発を促進する可能性のある新しいアプリケーションやテクノロジが登場する可能性があります。

人工知能、量子コンピューティング、またはその他の未発見のテクノロジにおける画期的な進歩により、より高いビット サイズを備えたより強力なプロセッサの必要性が高まる可能性があります。 テクノロジーの将来は常に不確実であり、現在は不必要またはありそうもないように見えるものでも、数年後には不可欠なものになる可能性があります。

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