32-Bit- oder 64-Bit-CPUs

Seit 2005 bietet Microsoft sowohl eine 32-Bit- als auch eine 64-Bit-Version seines Windows-Betriebssystems an. Es ist schwer zu sagen, was die Unterschiede sind und warum sie wichtig sind – letztendlich ist 64-Bit überlegen, aber es ist nicht für jeden Computer geeignet.

Was ist ein "Bit"?

Beim Rechnen ist ein Bit eine einzelne Binärziffer, es hat zwei mögliche Werte, 1 und 0. Für jedes hinzugefügte Bit verdoppelt sich die Anzahl der möglichen Werte, sodass Sie für zwei Bits zwei Binärziffern und vier mögliche Werte haben. Für drei Bits haben Sie drei Binärziffern und 8 mögliche Werte und so weiter. Bei 32-Bit haben Sie 232 mögliche Kombinationen oder 4.294.967.296 mögliche Werte. Bei 64 Bit gibt es insgesamt 18.446.744.073.709.551.616 mögliche Werte.

32-Bit-Einschränkungen

Für sich genommen sind diese beiden Zahlen beeindruckend, bedeuten aber nicht wirklich etwas. Eine 32-Bit-CPU kann nur 32-Bit-Register verwenden, um Daten zu speichern und 32-Bit-Werte zu verarbeiten.

Tipp: Ein Register ist ein extrem schneller Speicher, der die Daten speichert, an denen die CPU aktiv arbeitet.

Die Haupteinschränkung einer 32-Bit-CPU ist die Menge an RAM, die sie unterstützen kann. Eine 32-Bit-CPU kann nur bis zu 4 GiB RAM adressieren, eine 32-Bit-CPU ist physikalisch nicht in der Lage, die Adresse eines darüber hinausgehenden RAM abzurufen. Stellen Sie sich für einen realen Vergleich vor, Sie füllen ein Online-Formular mit Ihrer Adresse aus, aber wo Sie Ihre Hausnummer eingeben müssen, sind nur zwei Ziffern zulässig. Wenn Sie zufällig in der Hausnummer 100 wohnen, haben Sie einfach Pech.

Tipp: GiB bedeutet Gibibyte. Gibi ist ein Präfix für Binärsysteme wie Computer und soll der Tatsache Rechnung tragen, dass das Standardpräfix von Giga (1.000.000.000) keine ganze Zahl im Binärformat ist. In dieser Präfix-Notation ist jede Präfixstufe 1024-mal größer als die vorherige statt 1000-mal. Ein Kilogramm entspricht beispielsweise 1000 Gramm und ein Kibibyte sind 1024 Byte. Vier Gibibyte sind 4 x 1024 x 1024 x 1024 Byte oder 4.294.967.296 Byte.

Warum Sie eine 64-Bit-CPU benötigen

Realistischerweise benötigen moderne Computer mehr als 4 GiB RAM, um ihr Betriebssystem und ihre Software gut ausführen zu können. Windows 10 behauptet, dass die erforderliche Mindestmenge an RAM 1 GB auf einer 32-Bit-CPU oder 2 GB auf einer 64-Bit-CPU beträgt. Wenn Sie jedoch versuchen, einen Computer mit so wenig RAM zu betreiben, werden Sie eine wirklich schlechte Erfahrung machen. Selbst mit 4 GB RAM in Ihrem System werden Sie ständig auf Probleme stoßen, bei denen Ihnen der Speicherplatz in Ihrem RAM ausgeht und Sie Daten daraus zurück auf Ihre viel langsamere Festplatte verschieben müssen.

Viele moderne Videospiele, Tools wie Bearbeitungssoftware und sogar Chrome mit einer ganzen Reihe von geöffneten Registerkarten können allein mehr als 4 GB RAM verwenden. Sogar Mobiltelefone können die Grenzen von 4 GB RAM überschreiten, wenn Sie die Anforderungen des Betriebssystems, Hintergrund-Apps und ein oder zwei Spiele berücksichtigen. Mit dem technologischen Fortschritt werden die Systemanforderungen weiter steigen. Der Wechsel zu einer 64-Bit-Plattform wurde entwickelt, um dieses Problem zu lösen, bevor es zu einem großen Problem wurde.

Eine 64-Bit-CPU kann theoretisch die vollen 16 Exbibyte RAM ansprechen, aus Performance- und Kompatibilitätsgründen soll der aktuelle Standard jedoch „nur“ 4 Pebibyte RAM unterstützen.

Tipp: Ein Pebibyte und ein Exbibyte sind (ungefähr) eine Million bzw. eine Milliarde Gibibyte. Grob gesagt, weil es sich um Zunahmen im Binärformat handelt, also in Wirklichkeit ein Vielfaches von 1024 statt 1000. Die genauen Zahlen wären also 1.048.576 bzw. 1.073.741.824 Gibibyte.

Die Verwendung einer 64-Bit-CPU bedeutet, dass mehr RAM angesprochen werden kann, aber es bedeutet auch, dass jede Adresse, jeder Registerwert und jede Zahl, die die CPU verarbeitet, größer ist. Dies hat keine merklichen Auswirkungen auf die Leistung, bedeutet jedoch, dass mehr Speicherplatz für Registerwerte usw. benötigt wird.

Um den zusätzlichen Arbeitsspeicher zu nutzen, müssen Sie auch ein 64-Bit-Betriebssystem verwenden, ohne dies wird eine 64-Bit-CPU durch die 32-Bit-Beschränkungen des Betriebssystems lahmgelegt. Alle verbraucherorientierten 64-Bit-CPUs und -Betriebssysteme unterstützen die Ausführung von 32-Bit-Anwendungen, ohne dass Änderungen erforderlich sind. Sie müssen sich also in fast allen Fällen keine Sorgen um die Softwarekompatibilität machen.

In der realen Welt ist eine 64-Bit-CPU für die meisten Benutzer nicht schneller als eine 32-Bit-CPU. In einigen Hochleistungs-Computing-Anwendungen, wie beispielsweise Supercomputern, kann die Architekturänderung Auswirkungen haben, aber die meisten Menschen werden keinen Unterschied bemerken.