32-bit vs 64-bit Application. Which one to use?

Frequentemente, usuários dos sistemas operacionais para PC relatam se deparar com uma situação onde têm a opção de baixar e instalar aplicações tanto a edição para 32-bit quanto a edição para 64-bit. Como todos sabem, usualmente ambas as edições deveriam funcionar num sistema 64-bit. Se a edição 32-bit também executa em sistemas 64-bit, por que não oferecer somente ela?

Ao perguntar a nossa audiência, recebi repostas levianas, com citações com fundamentos suboptimos alegando coerência com a condição do sistema ser 64-bit ou a respeito da edição de 64-bit ser capaz de usar mais que 4GB totais de RAM.

A resposta pode ser vista como simplória ou prostrada a objetividade, mas a cultura da SIGMA exige que expliquemos e fundamentemos as repostas com base na cyber-engenharia. Para você entender o porquê das coisas, e não mais ficar em duvida porque alguém que você pensa que entende desse assunto disse.

Realidade

O primeiro fato é que, a maior parte das aplicações que rodam em qualquer sistema operacional não usa mais que 50 MB de RAM. Os serviços do sistema operacional poderiam rodar até mesmo sob as limitações drásticas dos sistemas 16-bit.

O segundo fato é que, num sistema 32-bit, você não está limitado a 4 GB de RAM, mas sim a aproximadamente 3GB de RAM em condições nominais, pois a tal limitação do 32-bit não é exatamente uma condição da RAM e/ou da CPU mas sim da arquitetura do sistema operacional, o que confunde as pessoas que buscam informações sobre este tipo de assunto e acabam recebendo respostas genéricas. Escolhes de design do sistema reduzem essa limitação para ainda mais, como é como encontrar Windows limitado a 2 GB de RAM.

A edição do sistema operacional é designada para operar numa “área de endereçamento de memória”, independente da RAM ou da CPU. É por isso que você pode rodar um sistema 64-bit num PC com menos ou mais que 16 exabytes ou um sistema 32-bit com menos ou mais que 4 gigabytes. Tanto a capacidade da RAM quanto o conjunto de instrução da CPU não necessitam de existir se você não usar.

Quando um programa é compilado para 32-bit, nenhuma instrução 64-bit será usada, e a aplicação não tentará endereçar mais que o último byte (4294967295) dos 4 GB da área de endereçamento, porque o compilador do código da aplicação limitou a mesma a não conseguir. Por isto que não há como contornar esta limitação em aplicações já existes.

Você pode criar um programa em C e tentar endereçar o último exabyte dessa área, o que provavelmente irá crashar a aplicação se você não tiver 16 exabytes de RAM. Mas porque se eu posso? A área lógica sempre existe, enquanto a área física depende da RAM ou outro tipo de interface. Enquanto a área lógica não for não usada, equivale efetivamente a não existir.

Ainda, como supracitado, para as aplicações do sistemas realizarem transferências entre si, elas necessitam de estarem visíveis para as demais. Para subir uma textura para a VRAM, parte da VRAM necessita de estar endereçável na memória principal do sistema. E é por isso que não importa se você tem mais que 3 GB num sistema 32-bit; os outros dispositivos vão usar a área de memória endereçável do quarto gigabyte, o que vai sombrear uma área da RAM. Mesmo em sistemas 64-bit, o quarto gigabyte é usado e você perde um gigabyte de RAM que está precisamente entre o terceiro e o quinto gigabyte.

É por isto que existiam sistemas 64-bit no passado, que acabaram ficando para trás. Foi um erro não adotar arquitetura de sistemas 64-bit logo no início só porque as CPUs do tempo da x8086 não tinham instruções para operação em palavras de 64 bits de comprimento. Ao menos, com os 16 exabytes de capacidade do 64-bit, creio que não vamos viver para necessitar de outra transição.

O terceiro fato é que, devido a edição ser uma limitação do sistema operacional ao invés de ser de seus componentes, o sistema operacional roda as aplicações 32-bit num regime diferenciado, criando basicamente um subsistema em que seus residentes não vêem o supersistema. Esta condição apresenta várias dificuldades de intercomunicação no ambiente de execução, exigindo tratamento especial para várias outras condições consequentes.

O quarto fato é que, por razões difíceis de explicar de forma consistente mas amplamente observadas, em várias situações, as limitações conhecidas do sistema 32-bit exigiu uma engenharia de software muito mais optimizada e com dinâmica adaptativa, onde na versão 64-bit, os mesmos desenvolvedores puderam transferir a responsabilidade para o usuário final, implicando que o usuário simplesmente necessitasse de mais RAM ou poder de processamento devido a efetiva infinidade lógica de recurso.

O quinto fato é que, determinados tipos de software implicam não ter escolha. Por exemplo, plugins que existem em forma de módulo executável e vinculável (DLL) exigem a mesma edição da aplicação executável que vinculará estes plugins. Não há para onde correr.

Conclusão

Pela cultura da SIGMA, este artigo tem o objetivo de fazer você construir suas próprias escolhas e decisões, e as informações acima deveriam ser suficientes para tal, pois estamos falando de engenharia da computação, e não de uma experiência holística baseada na vida de alguém, tal como as pessoas gostam de fazer quando falam das coisas.

Entretanto, para aqueles que podem estar indecisos ainda, por talvez não compreender o que foi aqui dito ou por, talvez, esta redação não ser suficiente, as recomendações da SIGMA são para manter a consistência e, se possível, ter uma instalação híbrida.

Mantenha a consistência quando possível para melhor integração de aplicações no ambiente. Se você usa um sistema 64-bit, use aplicações 64-bit. É comum de se ver situações onde instalar a versão 64-bit também instala a versão 32-bit em um ambiente combinado, duplicando apenas os arquivos compilados enquanto compartilham todo o restante.