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2006.12.08

64bitアプリは速いのか?

ココログのメンテで2日ぶりの更新です。
mixiで「iMac G5でLeopardの64bit化のメリットがあるか」ということで質問があったので、せっかくだから書いてみます。

64bitアプリケーションのメリットは

  1. 64bit演算の高速化

    64bit整数演算が一つの命令で実行できるようになりますから、処理効率が上がります。

  2. 64bitアーキテクチャによる処理資源の追加

    例えばx64(AMD64, Intel 64)の場合、汎用レジスタが16本に増えています。
    汎用レジスタはCPUが直接扱える「最も高速なメモリ」ですから、レジスタが増えれば処理効率が上がります。

  3. 64bitアドレッシングによる大容量メモリアクセス

    32bitアドレッシングでは2GB/4GBのメモリ空間にしかアクセスできないため、4GB以上搭載可能なPCとWindows Server Enterprise Editionや32bit版Mac OS Xの組み合わせでも、一つのアプリケーションに割り当て可能なメモリは2GBまたは4GBが最大です。
    64bit OS + 64bitアプリケーションでは、アドレス空間が64bitに拡張されるため、搭載しているメモリを最大限一つのアプリケーションに割り当てることができます。
    例えば、Photoshopで多数のレイヤーを高解像度で扱う、大容量のDBなど、可能な限りメモリにデータを載せる必要があるソフトでは、64bitアドレッシングは非常に有効です。

上記のようなメリットがありますが、

  • 64bit数値演算が必要な処理はごくわずかである
  • CPUアーキテクチャ側で拡張されていても、実装に反映されているとは限らない
  • 64bitモードでペナルティがあるものもある(Intel Core Microarchitectureなど)
  • 64bitアドレッシングのメリットを受けるには物理的に4GB以上のメモリを搭載する必要がある
といったところで、必ずしも性能向上になるとは限りません。
直接的なメリットは、4GBを超えるメモリを搭載したPCで大容量メモリを使うアプリケーションがディスクへの読み書きを最小化することで高速化をはかれる、ということですね。
ですから、あまりメモリを使わないアプリではそれほど大きく性能向上はしません。
いずれ64bitに移行するでしょうが、過渡期はこういった点について認識しておく必要がありそうです。

今日の夕飯:回鍋肉 + ライス ¥1,100

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