[윈도우즈 시스템 프로그래밍] 3. WIN32 vs WIN64

이 포스트는, 윤성우 저자님의 '뇌를 자극하는 윈도우즈 시스템 프로그래밍'을 바탕으로 제 생각을 재구성하여 정리한 포스트입니다.

 

목차

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• 64비트와 32비트의 구분 방법
• 프로그래머 입장에서의 64비트 컴퓨터

 

64비트와 32비트의 구분 방법

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그림 1

• 구분의 두 가지 기준
  • 한번에 송수신 가능한 데이터 크기
  • 데이터 처리 능력

 A라는 시스템이 64비트 시스템이냐 32비트 시스템이냐 결정하는 것은 한 번에 송수신 가능한 데이터의 크기와 데이터 처리 능력이다.

한 번에 송수신 가능한 데이터 크기는 I/O 버스에 의존적이다. 즉 버스 시스템이 32비트냐 64비트냐가 중요한 것이고

데이터 처리 능력은 CPU를 뜻하는데, CPU가 한 번에 읽어 들일 수 있는 명령어가 32비트인 경우는 32비트 시스템, 64비트인 경우는 64비트 시스템이다.

 위의 그림을 보면 I/O버스를 통해 명령어를 가져가 데이터를 이동시키는데 한 번에 64비트 데이터를 이동시킬 수 있으면 64비트 시스템, 한 번에 32비트 데이터를 이동시킬 수 있으면 32비트 시스템이다.

마찬가지로 CPU도 명령어를 한번에 최대 32비트를 읽어 들여 처리할 수 있으면 32비트 시스템, 64비트를 읽어 들여 처리할 수 있으면 64비트 시스템이다.

 여기서!  버스를 통해 64비트 명령어를 CPU로 이동시켰는데 CPU가 한번에 32비트 명령어 밖에 처리하지 못한다면 그것은 완벽한 64비트 시스템이라 말할 수 없다.

마찬가지로 CPU는 64비트 명령어를 한번에 처리하는데 버스가 한 번에 32비트 명령어 밖에 이동시키지 못한다면 그것은 64비트 시스템이라 말할 수 없다.

 

 

프로그래머 입장에서의 64비트 컴퓨터

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그림 2

• 32비트 -> 64비트
  • 프로그램으로 표현할 수 있는 범위의 증가
  • 표현할 수 있는 메모리의 전체 크기

 프로그래머 입장에서는 64비트 시스템은 무슨 의미를 지니는가? 못느끼는 경우가 많다.

하지만, 엄격한 차이가있다. [그림 2]를 보면 우리가 사용할 수 있는 메모리 공간이 1GB라 가정하자.

1GB 메모리를 활용하려면, 1GB 메모리를 전부 활용 할 수 있는 주소 체계를 가져야한다. (어드레싱할 수 있어야 한다.)

 

32비트 시스템에서는 포인터가 32비트, 64비트 시스템에서는 포인터가 64비트다. 포인터의 크기가 크면 클 수록 프로그래머에게 유리하다.

[그림 2]와 같이 포인터가 4비트라면 16개의 주소밖에 표현하지 못하고 아무리 메모리가 1GB가 있다 한 들 어드레싱을 하지 못해서 대부분의 메모리는 사용하지 못할 것이다.

그래서 일반적으로 포인터의 크기는 크면 클수록 좋다.

그러면 포인터의 크기를 무조건 크게 만들면 되지 않냐? 그건 또아니다. 

만약 포인트가 128 비트라 고해도 버스가 한 번에 전송할 수 있는 데이터의 크기가 64비트라면 총 2번에 걸쳐 데이터를 전송해야하고 이것은 상당한 성능 저하를 초래한다.

 

정리하자면, 포인터의 크기는 크면 클수록 좋되 버스가 한 번에 전송할 수 있는 크기만큼 커야 좋다.

프로그래머 입장에서 32비트 시스템에서 64비트 시스템으로 넘어 갔다는 것은 메모리를 활용할 수 있는 크기가 늘어났다는 것이다.

32비트 = 2^32(4GB), 64비트 = 2^64

 

활용 가능 메모리의 확장

int _tmain(void)
{
	TCHAR str[100];
	_tscanf(_T("%s"), str);
	_tprintf(_T("%s"), str);
	return 0;
}

 활용 가능한 메모리가 50Byte가 전부라고 가정하자. 50Byte밖에 안되는 시스템에서 위와 같이 프로그램을 구현하면 정상적으로 동작할까? 불가능하다.

(50바이트가 전부인데 100바이트 캐릭터 배열을 사용하고있고 한 번에 100Byte를 읽어 들이기 때문)

그렇다면 50Byte 시스템에서는 어떻게 프로그램을 구현해야 할까?

int _tmain(void)
{
	TCHAR ch;
	do
	{
		_tscanf(_T("%c"), &ch);
		_tprintf(_T("%c"), &ch);
	} while(ch != '\n');
	return 0;
}

위의 경우는 한번에 읽어 들이는 게 아니라 한 문자씩 읽어 들이고 있다. 이제 차이점이 보이는가?

32비트 시스템에서 64비트 시스템으로 넘어갔다는 것은 그만큼 프로그래밍을 편하게 할 수 있는 장점이 된다.