32bitと64bitのコンピューター

身の回りには沢山のパソコンがあります。32ビットが多いと思いますが、64ビットのパソコンも5％くらいあるでしょうか。

さて、パソコンの中の何がbit数を決めているのでしょうか？ＣＰＵ？ＯＳ？マザーボード？

4ビットのパソコンで7+3を計算すると、10にしたくてもマイナス6になるんでしたっけ（マイナス２の３乗足す２）？8ビットのパソコンで127+3を計算すると、130としたくてもマイナス126になるんでしたっけ（マイナス２の７乗足す２）？

任天堂６４っていうゲーム機がありましたが、２の６４乗個の整数を扱えるからこういう名前なんですか？

bit数は計算可能な整数の範囲だと記憶しているのですが、これは何で決まりますか？128ビットのパソコンを作るのってハードル高い？8ビットや16ビットだと、ユーチューブの再生が遅くなったりする？

蓮舫さんが嫌いな京っていうスーパーコンピューターは何ビット？

No.12 ベストアンサー 回答者： geshon 回答日時： 2012/05/12 23:36

まともに質問に対して回答しているものがないので。

> パソコンの中の何がbit数を決めているのでしょうか？ＣＰＵ？ＯＳ？マザーボード？
> bit数は計算可能な整数の範囲だと記憶しているのですが、これは何で決ま
> りますか？

たいていは、CPUの汎用レジスタの長さで決まります。
汎用レジスタが 通常 32bitならば、32bitCPU、64bit ならば 64bit CPU　です。


> 128ビットのパソコンを作るのってハードル高い？
> 8ビットや16ビットだと、ユーチューブの再生が遅くなったりする？

128bit のCPUを作ること自体は難しくありません。
今時だったら、大学生でも設計・作成ぐらいはできるでしょう。
しかし、パソコンとして Intel などの 64bit CPU の性能を上回り、
パソコンとしてのOSやドライバ、アプリを作るとなると、
とてつもなくハードルが高くなります。

YouTubeの再生性能と CPU の bit 数は本質的に関連はありません。
YouTubeの性能は、本質的には圧縮された動画を再生することで、
それに特化した LSIを用いれば、制御には 16bit でも、うまく作れば
8bit CPU でも問題ないでしょう。
（総合的な使い勝手は別としますが）


> 4ビットのパソコンで7+3を計算すると、10にしたくてもマイナス6になるん
> でしたっけ（マイナス２の３乗足す２）？
> 8ビットのパソコンで127+3を計算すると、130としたくてもマイナス126にな
> るんでしたっけ（マイナス２の７乗足す２）？

２の補数という考え方からは正しいです。しかし、それがすぐに xx bit CPU
の性能に反映されるものではありません。むしろ、そのような観点で考えると
CPUの性能を読み間違えます。
（上記の引用文は、「パソコン」という文字列を「レジスタ」と変更すると
　誤解が減ると思います）


> 任天堂６４っていうゲーム機がありましたが、２の６４乗個の整数を扱える
> からこういう名前なんですか？

任天堂が商品名として 64 という数字が商品性を高めるため というのが
本当の理由かと思います。
建前的に言えば、NINTENDO64で採用された CPUがNEC製の VR4300 であり、
このCPUが64bit CPUだからです。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E4%BB%BB%E5%A4%A9% …


> 蓮舫さんが嫌いな京っていうスーパーコンピューターは何ビット？

CPUを8万個以上使用していて、1つのCPUは SPARC 64 VIIIfx という
CPUなので、64bit ということもできますが、
一般的にスーパーコンピュータのカテゴリで、全体で CPUが
何ビットかとは問えません。
非常に長いビット長演算が可能なベクトルプロセッサだったり、
並列性が非常に高かったりするからです。



以下余談

過去には 32bitの汎用レジスタでありながら 16bit CPUとされたものもあります。
これは実際に演算を行う回路(ALUと呼ばれます)が 16bitであるためです。
（68厨避け呪文）

Intelの x86CPUは過去への互換性が強力で、ソフト（OSとアプリケーション
等）が揃わないと、 64bit以外での動作も可能です。
（変な日本語ですが、ハードが64bitだろうが32bitだろうが過去のソフトが
　変更なしに16bit や 32bit で動作するということです）

Intel x86系 CPU（またはその互換CPU）で 64bit を選択し、マザーボードは
64bit動作ができない選択も不可能ではありませんが、いびつな選択です。
通常は 64bit動作が保証された CPUに対するマザーは 64bit動作に支障はあり
ません。

64bit CPU で物理的な最大メモリ容量が４GB（２の６４乗）を超えるというの
は間違いです。

Intel x86 32bit CPU で 32bit OS (XP Pro, 2000 等で)であっても
PAE という技術で最大 64GBの物理メモリをサポートできます。
http://msdn.microsoft.com/ja-jp/windows/hardware …

この回答へのお礼

さんきゅー

お礼日時：2012/05/13 21:06

No.10 回答者： noname#156725 回答日時： 2012/05/12 16:11

> 128ビットのパソコンを作るのってハードル高い？

128bit.CPU は、すでに有る…現在、量産に向けてのテスト段階中
近未来に実現可能？と成ってますが…何時頃に成るかは、今後の
開発、発表待ちです。

No.8 回答者： sarahbeeze 回答日時： 2012/05/12 07:03

確か、「京」のCPUは、3.2ギガの8コアのハイパースレッディングで、32コアとして動作します。

その超強力なCPUが8万個使われています。

No.7 回答者： sakusa001 回答日時： 2012/05/12 00:55

bitはcpuですね。

身の回りのPCは逆に95%　64bitですよ?

RISC/ciscの話をしている人が居ますが寧ろ殆どpcはRISCです。
勘違いされてしまっている感じですが。


簡単に言えば中も外もriscの事をriscと言っているだけでciscも中身がriscなんで今のcpuは
bitとこの部分は多少関連ある気がしますけどね。


ciscが純ciscだった時代は486 　ペンティアム時代からだんだん速度面で限界が訪れ出して
内部設計がだんだん怪しくなってきます　PIIとかPIII辺りで結構限界が来ていて恐らくこの辺で内部riscという手段がもちいられたはずです。
実際ciscの限界はこのぐらいだと言われているのですがriscの伸びしろはもっとあるとされていましたが
命令セットが足りないという矛盾もあり拡張命令を積んでいく矛盾がRISCにはありました

要は　命令が10個しかない物を高速に扱うのが特徴のオートマ車のriscと
命令80個有ってマニュアルだけど選ぶのに時間がかかる　cisc

マニュアル車にも色々オート付けたほうが楽じゃねってのが色々な根本ですかね。
intelは逆手にとってマニュアルにオートでABS色々積んだという事です。

それでなんですがc2d辺りでこの内部risc化とintelのIA64とamdの64が存在していて
何故かAMDが64の統一化を掌握してintelもそれに習いamd64をサポートしたというところです。
そのぐらいに作られたcpuは全部64bitです。

MS　winサーバーには「64bitcpuである事」という明記がありますが
相当遡らないと32bit　cpuは存在しないと言うことです。
だからPCに関しては身の回りのpcは殆ど64bitなのは確定です。

No.5 回答者： vaidurya 回答日時： 2012/05/11 23:17

えっと、こういうの掘り出してくればいい?

1987年発売のAmiga500で動画再生するところを撮影した動画があるようです。


Amigaは1980年代の低コストの動画加工/作成環境として活躍したパソコンで
日本では、ウゴウゴルーガという番組のCG処理に使われたことで少し有名。
水玉蛍之丞さんの愛機としても有名だったかなぁ…旧EYE-COM誌読者とかの間では。

Amiga500は低価格モデルで、MC68000という16bitCPUを採用していましたが
レジスターには32bitレジスターがあり、大量データの処理においては
MS-DOSパソコンで使われたCPUよりも有利なものでした。
当時は、MacintoshもMC68000シリーズが使われていました。

AmigaもMacも、CPU以外にも周辺LSIを活用して
けっして高速では無いCPUで、快適なGUI環境を実現していました。
MS-DOSからWindowsへの移行が進んだのは、これから3世代も進んだCPUの時代です。

MC68000は、ゲーム機メガドライブやSHARPのパーソナルワークステーションX68000でも採用され
MS-DOS用パソコンのCPUよりも、強力なものというイメージを持っていましたが
MC68000を作っていたメーカーは、今ではほぼ通信関連専門の会社というイメージです。
携帯電話やタブレット端末で知られるモトローラ社です。


で、16bitでの動画再生がしんどいかというと、しんどいといえばしんどい。
現在での動画といえば、当然のようにフルカラーで、このデータには
1画素に24bit使います。16777216色です。

ところが、16bitCPUでは、24bitの数値をそのまま扱えません。
二度に分けることはソフトウェア的に可能ですが
それは、分割とつなぎ合わせる処理なども必要になり
半分にするから2倍の手間がかかるのではなく、何倍もの手間がかかります。

これでは、もともと動作クロック周波数の遅い16bitCPUではどうにもなりません。


最初に紹介した動画は、当時のテレビ画面などで使われた、低画素の画面での動画です。
これでも、Amiga500が16bitでありながら、32bitレジスターを持つCPUを搭載し
さらにはCPU以外にも、Alice,Lisa,Paulaといったカスタムチップを備えるがゆえに実現できたものです。

あるいは動画データ自体を、専用化したうえでの再生なのかもしれません。


たとえば、パソコンでのテレビ録画が一般化したのは、1990年代前半でしたが
この時代には、32bitCPUが一般化していた頃でした。
(それでも初期には、320x240みたいな低画素での録画がやっとでした)


ちなみに、Nintendo64やWii、PS2,PS3,XboX360などなど、いろんなゲーム機がありますが
WindowsPCで使われるintel/AMD系のCPUはほとんどの場合使われません。

パソコンよりも大きなコンピューターで使われてきたCPUとして、MIPSやSPARCやPOWERなどがあり
巨大なデータを扱うために、ゲーム機用としても、それらが採用されてきたのです。

そのため、パソコンが64bit化するよりも先に、ゲーム機で64bitが一般化しました。

Windowsではこの2,3年で64bit化が流行りましたが
UNIXサーバーや汎用機などの大きなコンピューターでは
20世紀のうちに…1990年代前半から64bit製品が投入されていました。

スーパーコンピューターに限れば、64bit化は1960年代には始まっていて
このWindowsPCとの格差は、そのまま大規模なCPUを開発するコストの大きさを意味します。


WindowsPCでは、ようするに必要な性能として、32bitCPUで充分だったのです。
64bit化のメリットの筆頭は、4GBを超えるメモリーを使えることです。
メモリー消費が、メモリー価格という敷居を超えて、やっと64bit移行が始まったのです。

そういった大量処理が、より早い時期に求められたのがスーパーコンピューターなどで
そのためのコストに見合う需要があってこそ、64bit化が早かったのです。


16bitと32bitの差は、2倍ですが、扱える数字の大きさは
16bitで65535と、32bitでは4294967296、つまり2倍ではなく二乗です。

64bitを超えて、128bitまで行くとなると、扱える数字はあまりにも大きく
現状でのデータ処理で、コストに見合う性能では無いという状態にあるはずです。

需要の無いオーバースペックの開発と商品化は
消費者の利益にも、企業の利益にもなりません。

No.3 回答者： oldmonkey 回答日時： 2012/05/11 21:52

性能面等はNo.1さんを

>パソコンの中の何がbit数
>4ビットのパソコンで7+3を計算すると、10にしたくてもマイナス6になるんでしたっけ（マイナス２の
>３乗足す２）？8ビットのパソコンで127+3を計算すると、130としたくてもマイナス126になるんでし
>たっけ（マイナス２の７乗足す２）？

パソコンのbit数は一度に処理する単位を云います。
bit数が小さくても7+3が-6、127+3が-126になることはありません。
　何故なら、例えば整数なら２バイト(16bit）、単精度実数なら４バイト(32bit）を使って定義されているからです。（従って扱える数字の大きさ範囲は制限がある）
そのため計算を行う場合、一度に扱えるbit数が小さいとその分小分けして実行するため計算回数が増えますので計算時間もcpuの能力が同じ場合であっても長くかかることになります。
従って、cpuの能力アップもとうぜんですが、処理速度の向上も狙いで32→64bitと大きくなってきています。

No.2 回答者： korokokokoro 回答日時： 2012/05/11 21:34

>パソコンがあります。

32ビットが多いと思いますが、64ビットのパソコンも5％くらいあるでしょうか。
パソコン(x86アーキテクチャーのハードウェア)って意味で見るなら現行のほぼすべてのPCが64bit。
OSとかんみたら移行期で64bit版と32bit版は混同している状態。

>bit数は計算可能な整数の範囲だと記憶しているのですが、これは何で決まりますか？
コンパイラ。
コンパイラの整数型が何ビットかが問題。


>蓮舫さんが嫌いな京っていうスーパーコンピューターは何ビット？
京に使われているCPUはSPARC64 VIIIfx。で64bit
SPARCは、サンマイクロシステムズ(現オラクル)が開発したCPUアーキテクチャー。
で富士通もSPARC系のCPUを研究開発していて京にはそれが使われた。

>128ビットのパソコンを作るのってハードル高い？
インテルやAMDに聞いてください。

>8ビットや16ビットだと、ユーチューブの再生が遅くなったりする？
それは質問者が現行のWindowsをその8bitや16bitのPCにインストールしてみてね。

No.1 回答者： te2kun 回答日時： 2012/05/11 21:25

最近では、64bitOSは大半だったりしますよ

半分以上が64bitOSの可能性もあります
Appleなら100%ですね

64bitOSの場合は、CPU、マザーなどすべてが対応していなければ動作しません

8bit　OSだと、動画再生は無理ではないでしょうか
16bitOSでも動画再生はかなり厳しいでしょう
そもそも、HTML5.0対応のブラウザーかFlash Playerがないから、無理といってもよいかもしれません