1. Quelles sont les différences entre les processeurs 64 bits et 32 bits ?
Pour mieux comprendre pourquoi les systèmes d'exploitation 64 bits s'inscrivent dans l'évolution des PC, gardons en tête les éléments suivants. Il arrive souvent que la taille maximale de la mémoire physique d'un ordinateur soit inférieure à la quantité nécessaire au fonctionnement de tous les programmes. C'est particulièrement évident lorsque plusieurs processus ou applications s'exécutent simultanément. Pour y remédier, les programmes stockent certaines de leurs données sur le disque dur et les copient dans la mémoire physique si nécessaire.
Cette solution, qualifiée de "mémoire virtuelle", permet à l'ordinateur de simuler l'obtention de grandes quantités de mémoire physique contiguë. Une table de pagination se charge de déplacer des segments de la mémoire virtuelle vers la mémoire physique en cas de besoin. Si la quantité de mémoire exigée par tous les processus en cours excède la mémoire physique disponible (RAM), cette table de pagination stocke les processus basse priorité sur le disque dur dans le fichier de pagination, qui est beaucoup plus lent que la RAM. Lorsque l'utilisateur a besoin de ces processus, la table de pagination les "remappe" dans la mémoire physique, là où l'utilisateur peut y accéder à des vitesses élevées (voir Figure n°1). Le nombre total d'adresses disponibles dans la mémoire virtuelle – i.e. la quantité totale de données que l'ordinateur peut conserver dans sa zone de travail pour les applications – est déterminé par la largeur des registres du processeur de l'ordinateur.
Figure n°1. La table de pagination déplace des segments de la mémoire virtuelle vers la mémoire physique afin de garantir davantage de mémoire aux processus en cours.
Il n'y a pas si longtemps encore, presque tous les PC du marché grand public utilisaient des processeurs 32 bits. Le nombre en bits d'un processeur fait référence à la taille de l'espace d'adressage qu'il peut référencer. Ainsi, un processeur 32 bits peut référencer 2^32 octets ou 4 Go de mémoire. Ces processeurs 32 bits étaient la norme à l'époque où l'on pensait que 4 Go étaient largement suffisants en termes de mémoire pour les applications logicielles sous Windows. Lorsqu'un processus, comme l'exécution d'un programme, est créé sur un ordinateur Windows x86 avec un processeur 32 bits, le système d'exploitation alloue ses 4 Go de mémoire virtuelle, indépendamment de la mémoire physique réelle installée sur le système. La moitié de cette mémoire allouée est une mémoire accessible par l'utilisateur, tandis que la deuxième moitié est réservée aux processus noyau comme les pilotes de périphériques (drivers). Les systèmes informatiques actuels sont de plus en plus souvent confrontés au plafond des 4 Go en raison des applications "voraces" en mémoire et au besoin de charger plusieurs processus en mémoire simultanément.
En 2003, AMD a sorti le premier processeur 64 bits qui visait le grand public, l'Athlon 64, et a baptisé AMD64 le nouveau jeu d'instructions associé. Microsoft nomme cet ensemble d'instructions x64, qui s'apparente à la très célèbre nomenclature x86, utilisée pour les instructions lancées sur la plupart des processeurs 32 bits. Pour respecter les appellations de Microsoft, l'édition x64 de Windows Vista fait référence à la version 64 bits de Windows Vista dans cet article.
Les processeurs capables d'adresser des espaces mémoire plus importants permettent aussi d'utiliser plus de mémoire physique qu'autrefois, réduisant d'autant le temps système passé à déplacer des processus vers et en dehors de la mémoire physique. Les processeurs 64 bits sont théoriquement capables d'adresser 2^64 emplacements en mémoire, ou 16 exaoctets, soit plus de 4 milliards de fois le nombre d'emplacements mémoire que les processeurs 32 bits peuvent référencer. Toutefois, toutes les versions 64 bits des systèmes d'exploitation Microsoft imposent actuellement une limite de 16 Teraoctets (To) sur l'espace d'adressage et n'autorisent pas plus de 128 Go de mémoire physique en raison de cette limite. Les processus créés avec l'édition x64 de Windows Vista se voient attribuer 8 To de mémoire virtuelle pour les processus utilisateur et 8 To pour les processus du noyau afin de créer une mémoire virtuelle de 16 To au total.
En résumé, la capacité de l'édition x64 de Windows Vista à adresser davantage d'espace mémoire que les versions précédentes de Windows, contribue à réduire au minimum le temps passé à permuter des processus vers et en dehors de la mémoire en en stockant plus dans la RAM.
2. Idées reçues sur l'édition x64 de Windows Vista
Les systèmes d'exploitation comme l'édition x64 de Windows Vista ne sont pas nécessairement plus rapides que leurs équivalents 32 bits. Dans certains cas, ils risquent même de réagir plus lentement à cause de la largeur plus importante de pointeurs et de certains autres ralentissements de l'OS. En général, les performances d'une application dépendent de la façon dont elle est utilisée et mise en œuvre. Les applications émulées qui fonctionnent dans la couche "Windows on Windows 64"(voir ultérieurement dans cet article) ne seront pas en mesure d'adresser plus de mémoire qu'elles ne le pouvaient auparavant sur un système 32 bits.
Les drivers supportés par l'édition x64 de Windows Vista ne seront pas nécessairement supportés par l'édition 64 bits de Windows XP. National Instruments supportera l'édition x64 de Windows Vista avec les mises à jour logicielles et les nouvelles versions de drivers, mais il n'est pas prévu que NI supporte l'édition x64 de Windows XP.
3. Configuration matérielle pour les différentes versions de Windows Vista
Windows Vista exige une puissance de traitement nettement supérieure aux versions précédentes de Microsoft Windows. L'interface utilisateur améliorée de Windows promet d'être l'un des atouts majeurs du nouveau système d'exploitation, même si, en contre partie, elle exige beaucoup plus du processeur, de la carte graphique et de la mémoire du système. Les deux éditions de Windows Vista partagent ces exigences en termes de performances et offrent des modes de compatibilité à utiliser sur des systèmes plus lents ; notez cependant que, pour installer l'édition x64 de Windows Vista, vous devez avoir un processeur 64 bits. Inversement, l'édition x86 de Windows Vista peut tourner sur un processeur 64 bits comme le ferait tout autre système d'exploitation 32 bits.
Certaines cartes mères qui fonctionnent avec les processeurs 64 bits conservent les limitations des systèmes 32 bits. Ainsi, pour profiter des avantages offerts par la nouvelle architecture, il est important de vérifier que la carte mère présente un bus d'adressage suffisamment large. Les cartes mères qui possèdent des bus d'adresse et de données importants imposent toujours des restrictions artificielles sur la quantité de mémoire. L'édition x64 de Windows Vista adresse jusqu'à 128 Go de mémoire, bien plus que ce que la plupart des cartes mères actuelles ne permettent, mais vous devez envisager leur capacité d'extension pour les applications construites avec la nouvelle architecture au fur et à mesure que la technologie évoluera.
4. Avantages potentiels de l'édition x64 de Windows Vista
La transition vers l'architecture 64 bits est essentiellement influencée par les limitations de l'architecture x86 en termes de capacité d'adressage mémoire. Les applications qui tournent sur l'édition x64 de Windows Vista devraient, en principe, connaître une amélioration de leurs performances grâce à la grande quantité de mémoire disponible, même si l'application fonctionne dans la couche WoW64. À l'instar des avantages offerts par la mémoire physique grandissante d'un système 32 bits, l'espace mémoire plus important dans l'édition x64 de Windows Vista permet à davantage de processus de résider de façon active et simultanée dans la RAM du système.
Ce changement élimine ou réduit potentiellement le temps passé à charger et à commuter entre les processus, condition qui peut conduire à un certain "affolement" lorsque le processeur s'évertue à charger et à commuter entre les threads. Pour profiter pleinement des avantages offerts par un système d'exploitation 64 bits comme l'édition x64 de Windows Vista, vous devriez investir dans une grande quantité de RAM (4 Go ou plus) et dans une carte mère compatible.
Pour l'édition x64 de Windows Vista, Microsoft impose aussi une signature numérique sur tous les drivers. En exigeant de nouveaux drivers signés, Microsoft vise à réduire les erreurs et à améliorer la stabilité en mettant l'accent sur la responsabilité du fournisseur en cas de soucis. Avec Windows Vista x86, les administrateurs peuvent installer des drivers non signés, mais Microsoft continue à déconseiller leur utilisation. Tous les nouveaux drivers National Instruments seront signés de façon numérique et disponibles en versions 32 et 64 bits sous Windows Vista une fois que Microsoft aura sorti le système d'exploitation.
5. Inconvénients potentiels de l'édition x64 de Windows Vista
Windows XP existait comme système d'exploitation seulement en version 32 bits pour les processeurs 32 bits jusqu'en 2005, lorsque Microsoft a lancé une édition 64 bits. Cette version de Windows XP n'a pas connu un franc succès en raison du manque de logiciels et de drivers matériels disponibles. Les fournisseurs hésitaient à investir dans une plate-forme qui semblait plus innovante que pratique pour les consommateurs de l'époque, ce qui a engendré des problèmes de compatibilité avec des périphériques courants comme les cartes son et graphiques.
Étant donné le nombre croissant de processeurs 64 bits, il y a peu de chance pour que l'édition x64 de Windows Vista souffre du même manque de support. Toutefois, cela va prendre du temps avant que les fournisseurs ne sortent des drivers matériels et logiciels 64 bits. Autre inconvénient potentiel : certains fournisseurs matériels risquent de ne pas sortir des versions de drivers compatibles avec l'édition x64 de Windows Vista assez rapidement, ou de ne pas offrir de drivers signés, ce qu'exige pourtant l'édition x64 de Windows Vista.
Bon nombre d'applications 32 bits ne seront pas mises à jour pour l'édition x64 de Windows Vista, mais l'essentiel des logiciels 32 bits continuera à fonctionner grâce à une couche d'émulation de Microsoft. Cette couche d'émulation, communément appelée Windows on Windows 64 ou WoW64, permet à des programmes 32 bits de tourner comme en version 32 bits de Windows en traduisant des instructions vers et en provenance d'applications 32 bits en instructions 64 bits. Les programmes émulés réagissent comme s'ils fonctionnaient sur un ordinateur x86 et fonctionnent dans les 2 Go de mémoire virtuelle que la version 32 bits de Windows alloue à chaque processus. Cependant, malgré WoW64, les programmes 32 bits dans l'édition x64 de Windows Vista ne peuvent pas profiter des espaces d'adressage 64 bits ni de registres élargis sur 64 bits sur les processeurs.
Pour pouvoir travailler avec l'édition x64 de Windows Vista, vous devez investir dans de grandes quantités de RAM. Le temps système associé à Windows Vista est plus important que celui des systèmes d'exploitation précédents comme Windows XP, de sorte que les systèmes plus lents ont des chances de voir leurs performances décroître.
6. Évaluer un système d'ingénierie dans Windows Vista
Windows Vista représente une mise à niveau important de Windows XP pour les utilisateurs de PC de bureau pour différentes raisons, et l'édition 64 bits en particulier attire beaucoup la curiosité. Les processeurs 64 bits ont un énorme potentiel que les PC actuels n'exploitent pas complètement, ce qui laisse envisager une évolution importante dans les prochaines années. Cependant, l'édition x64 de Windows Vista n'a pas été conçue explicitement pour les scientifiques et les ingénieurs, et toutes les applications techniques et scientifiques ne profiteront pas immédiatement du passage vers un PC tournant sous l'édition x64 de Windows Vista.
Les types d'applications suivantes pourront gagner en performances avec l'édition x64 de Windows Vista, à condition que les drivers et les logiciels d'application 64 bits soient disponibles.
- Les applications de création de contenu numérique en conception assistée par ordinateur et l'édition vidéo numérique
- Les applications qui nécessitent des résultats mathématiques très précis et de la puissance en calcul en virgule flottante
- Les applications qui mettent en œuvre des bases de données importantes et performantes
- Les applications d'acquisition vidéo et d'analyse mettant en œuvre de grandes quantités de données transférées directement dans la mémoire à des vitesses élevées
Si votre application ne figure dans aucune de ces catégories, vous devriez envisager l'adoption de l'édition x64 de Windows Vista avec précaution. Toutes les applications risquent de ne pas profiter de l'architecture x64, et cela prendra du temps pour que l'édition x64 de Windows Vista soit largement adoptée.
7. Résumé
L'édition x64 de Windows Vista représente le premier système d'exploitation 64 bits "grand public" de Microsoft en termes de disponibilité générale et de support de fournisseurs tierce partie. De ce fait, le passage d'un système d'exploitation 32 bits comme Windows XP à un système d'exploitation 64 bits comme l'édition x64 de Windows Vista mérite qu'on s'y attarde.
Toutefois, la réussite du passage vers l'édition x64 de Windows Vista dépend grandement de votre application et de ses besoins. Pour les uns, l'édition x64 de Windows Vista offre des améliorations attendues au niveau des performances, tandis que pour les autres, cela pourrait compliquer inutilement des applications conçues pour fonctionner sur des plates-formes x86 ou même avoir un effet négatif sur les performances.
8. Informations supplémentaires sur Windows Vista
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