Was ist 64-Bit-Computing?

Die Technologiebranche ist voll von Schlagworten. Die Verpackung eines Computers oder einer Computerhardware ist mit technischen Begriffen und Abzeichen überfüllt. Einer der prominenteren ist 64-Bit. Es stellt sich also die Frage, was genau 64-Bit bedeutet. Was bedeutet das? Und was am wichtigsten ist, was es für Sie bedeutet?

Dieser Artikel dient sowohl als technische als auch praktische Erklärung zur Natur des 64-Bit-Computing.

Was ist 64-Bit-Computing??

Informationen in Computern werden normalerweise in Bits dargestellt, einer binären Sequenz (was binär ist Was ist binär? [Technologie erklärt] Was ist binär. [Technologie erklärt.] Angesichts der Tatsache, dass binär so absolut grundlegend für die Existenz von Computern ist, erscheint es seltsam, dass wir ' Ich habe das Thema noch nie zuvor in Angriff genommen - also dachte ich heute, ich würde einen kurzen Überblick darüber geben, welche binären Werte und Einsen und Nullen vorhanden sind. Je mehr Bits Sie haben, desto mehr Informationen können Sie darstellen. Insbesondere eine Folge von n Bits können 2 darstellenⁿ verschiedene Informationen.

Viele Hardwarekomponenten arbeiten nicht mit einem kontinuierlichen Datenfluss, sondern verarbeiten die Daten in Chunks, die durch eine bestimmte Bitgröße begrenzt sind. Ein Prozessor Was ist eine CPU und was macht sie? Was ist eine CPU und was macht sie? Berechnungsakronyme sind verwirrend. Was ist eigentlich eine CPU? Und brauche ich einen Quad- oder Dual-Core-Prozessor? Wie wäre es mit AMD oder Intel? Wir sind hier, um den Unterschied zu erklären! Mehr lesen ist in ähnlicher Weise durch seine eingeschränkt Wortgröße: die natürliche Dateneinheit des Prozessors. Diese Wortgröße bestimmt unter anderem die Informationsmenge, die auf einmal (während eines Zyklus des Hardwaretakts) verarbeitet werden kann, und die Menge des RAM-Speichers, auf den zugegriffen werden kann.

Wenn wir von einem 64-Bit-Prozessor sprechen, meinen wir im Wesentlichen einen Prozessor mit einer Wortgröße von 64 Bit.

Das Betriebssystem spielt eine Schlüsselrolle bei der Kommunikation mit Hardwarekomponenten. Es ist das Betriebssystem, das die Prozessplanung, die Speicheradressierung und den Speicherzugriff übernimmt. Um die 64-Bit-Hardware voll ausnutzen zu können, muss das Betriebssystem auch sein Spiel verbessern. Aus diesem Grund wird die Unterscheidung zwischen 32 und 64 Bit auf das Betriebssystem übertragen (z. B. gibt es eine separate 64-Bit-Version von Windows). Ein 64-Bit-Betriebssystem ist also eines, das 64-Bit-Hardware ausnutzt.

Auf dem Markt für Verbrauchercomputer wird mit 64-Bit-Computing die Kombination aus 64-Bit-Hardware (insbesondere der Prozessor) und einem 64-Bit-Betriebssystem angegeben.

Von 32 Bit bis 64 Bit

Vor einigen Jahrzehnten wurden ursprünglich 32-Bit-Prozessoren entwickelt, eine Wortlänge von 32 Bit schien reichlich. Damals waren 4 MB Arbeitsspeicher der Standard, so dass 4 Gigabyte (die Speicheradressierungsgrenze eines 32-Bit-Prozessors) als astronomisch angesehen wurden. Der Unterschied hoffte, genügend Puffer bereitzustellen, um den Test der Zeit zu bestehen.

Wie wir jetzt wissen, war das nicht ganz richtig. Speicherkapazitäten von vier und acht Gigabyte sind heute Standard für neue Consumer-Hardware. Für kommerzielle Hardware, Server und leistungsstarke Desktops wird regelmäßig noch mehr Speicher verwendet. In einigen weiteren Jahren werden diese Zahlen erneut in den Schatten gestellt.

In einigen Bereichen nähert sich derzeitige Hardware der Grenze dessen, was mit einer 32-Bit-Architektur realistisch erreicht werden kann. Die Industrie befindet sich jetzt in einer Übergangszeit zwischen 32-Bit- und 64-Bit-Computing. Dank mehrerer Bemühungen um Rückwärtskompatibilität (dazu später mehr), sollte sich dieser Übergang als relativ schmerzlos erweisen.

Vorteile von 64-Bit-Computing

Der Schritt vom 32-Bit- zum 64-Bit-Computing hat mehrere praktische Vorteile für den Benutzer. Am bemerkenswertesten sind die Auswirkungen auf die Verarbeitungsgeschwindigkeit und die Speicherkapazität.

Geschwindigkeit und Genauigkeit

Bei einer Wortgröße von 64 Bit verdoppelt sich die Größe der Datenblöcke, die Ihr Prozessor verarbeiten kann. Noch wichtiger ist, dass die x86-64-Spezifikation die Anzahl der Register für allgemeine Zwecke von 8 auf 16 erhöht, was einen 64-Bit-Prozessor technisch schneller macht.

Dies beeinflusst auch die Genauigkeit, die der Prozessor bei seinen Berechnungen erreichen kann. Schließlich kann der Prozessor doppelt so viele Bits verwenden, um eine einzelne Zahl darzustellen. Mit 64 Bit können Sie über 4 Milliarden verdienen mal so viele Kombinationen wie bei 32 Bit.

Größere Speicherunterstützung

Beim Arbeiten mit dem Arbeitsspeicher eines Computers werden Speicheradressen verwendet. Diese Speicheradressen vermitteln die Position von Anweisungen oder Daten im physischen Arbeitsspeicher (RAM) des Computers. Obwohl viele clevere Adressierungsschemata entwickelt wurden, ist die Anzahl der verfügbaren Adressen an die maximale Anzahl von Bits gebunden, aus denen sie besteht.

Für die 32-Bit-Verarbeitung kann theoretisch ein Arbeitsspeicher von 4 Gigabyte adressiert werden. Wenn Sie mehr RAM in einem 32-Bit-Setup einsetzen, kann der Prozessor einfach nicht auf den zusätzlichen Speicher zugreifen. Tatsächlich ist die Situation noch schlimmer. Einige Betriebssysteme reservieren einen Teil des verfügbaren Speichers für den Betriebssystemkernel. Windows beansprucht zum Beispiel normalerweise 1 bis 2 Gigabyte für die Verwendung des Kernels, wodurch der für Anwendungen im Arbeitsbereich verfügbare Speicherplatz weiter verringert wird.

Wenn Sie mehr als 4 Gigabyte Speicher verwenden möchten, bietet das 64-Bit-Computing eine Lösung. Diese 32 zusätzlichen Bits geben 64-Bit-Adressierungsschemata eine theoretische Obergrenze von 16 Exabyte (das sind 16 Milliarden Gigabyte oder 16 Millionen Terabyte). In der Realität ist die Anzahl niedriger. Um Ihnen einen Hinweis zu geben, unterstützen aktuelle AMD64 (die AMD-Version der x86-64-Spezifikation) einen physischen Adressraum von etwa 256 Terabyte.

Speicherzuordnung

Computerspeicher sind um mehrere Größenordnungen schneller als Computerspeicher - sogar SSD-Speicher. Die Speicherzuordnung wird verwendet, um einige Speicherinteraktionen zu beschleunigen. Vereinfacht werden die Dateien, auf die oft zugegriffen wird, aus dem Speicher in den Computerspeicher geladen, wodurch der nachfolgende Zugriff beschleunigt wird.

Die Speicherzuordnung wird seit einiger Zeit von Betriebssystemen verwendet, daher ist das 64-Bit-Computing nicht neu. Es gibt jedoch einen bemerkenswerten Trend, die Dateigrößen zu vergrößern. Big Data, großes Video, große Spiele und so weiter. Mit einem Maximum von 4 Gigabyte für den Computerspeicher (siehe oben) wird die Speicherzuordnung ebenfalls langsam verkrüppelt.

Welche Anwendungen profitieren also?

Konkret sind es die Anwendungen, die mit Big Data arbeiten. Ihr durchschnittlicher Textprozessor oder Webbrowser benötigt nicht viel Speicher und Prozessorregister. Sie arbeiten nur mit einem 32-Bit-Prozessor und 4 Gigabyte Speicher. Selbst für Webbrowser ist der Unterschied jedoch deutlich erkennbar. Chrome 64-Bit Vs 32-Bit Für Windows - Lohnt sich die Installation von 64-Bit? Chrome 64-Bit und 32-Bit für Windows - Lohnt sich die Installation von 64-Bit? Jeder, der Windows 7, 8 oder 8.1 auf einem Computer mit einem 64-Bit-Prozessor verwendet, kann Chrome 64-Bit verwenden. Was ist der Unterschied? Ich bin froh, dass du gefragt hast. Weiterlesen .

Anwendungen, die mit Kodierung, Dekodierung und Verschlüsselung arbeiten, können von den zusätzlichen Registern in 64-Bit-Prozessoren stark profitieren. Ein Beispiel ist die Videokonvertierung. Die besten kostenlosen Video-Editoren für Windows Die besten kostenlosen Video-Editoren für Windows Jeder nimmt heutzutage Videos. Leistungsfähige kostenlose Video-Editoren sind jedoch nach wie vor selten. Wir präsentieren die absolut besten kostenlosen Video-Editoren, die für Windows verfügbar sind. Weiterlesen . 3D-Anwendungen können profitieren, wenn das Rendern CPU-lastig ist. Beim Spielen wird die GPU die Hauptlast des Rendering-Effekts auf sich ziehen, und Spiele werden hauptsächlich vom zusätzlichen RAM-RAM für Gamer profitieren: Was bedeuten die Spezifikationen und wie ändern sie die Leistung? Ändern der Leistung Wenn Sie beim Spielen eine hervorragende Leistung erzielen möchten, ist es wichtig, dass Sie die richtige Hardware verwenden, die die Aufgabe erfüllt. Weiterlesen .

Bei korrekter Implementierung können einige HPC (High Power Computing) -Softwareprozesse wie Stresstesting, Multitasking und Clustering auch von 64-Bit profitieren.

Nachteile des 64-Bit-Computing

Obwohl die meisten Beweise für die 64-Bit-Verarbeitung sprechen, sollten auch die Nachteile erwähnt werden. Vor allem: erhöhter Speicherbedarf, fehlende 16-Bit-Software und 32-Bit-Treiberkompatibilität.

Die Kompatibilität wird im nächsten Abschnitt ausführlich beschrieben.

Erhöhter Speicherbedarf

Dieselben Daten können auf einem 64-Bit-System mehr Speicherplatz beanspruchen als auf einem 32-Bit-System. Dies ist hauptsächlich auf die längere Länge einiger interner Strukturen, wie Speicheradressen (größere Zeiger) und 64-Bit-Zahlen, zurückzuführen. Im großen Maßstab ist das nicht wirklich wahrnehmbar. Es ist kein Grund zur Sorge, wenn Sie über ausreichend Speicher verfügen, um ein 64-Bit-System zu gewährleisten.

Kompatibilität

Die Menschen haben sich sehr bemüht, den Übergang zwischen 32-Bit- und 64-Bit-Computing so reibungslos wie möglich zu gestalten. Die Kompatibilität bei der 64-Bit-Verarbeitung kann auf mehreren Ebenen betrachtet werden. Wir fangen beim Computerprozessor an und arbeiten uns bis zu Computeranwendungen vor.

Prozessor-Kompatibilität

Das Herzstück der 64-Bit-Parade ist sicherlich ein 64-Bit-Prozessor. Sie können herausfinden, ob Sie über einen 64-Bit-Prozessor verfügen, indem Sie die Website des Herstellers besuchen oder das Securable-Tool der Gibson Research Corporation verwenden. Dieses Tool untersucht den Prozessor in Ihrem Computer genauer und kann unter anderem feststellen, ob er eine maximale Bitlänge von 64 Bit hat. Der Windows 8.1-Aktualisierungsassistent sagt Ihnen dasselbe.

64-Bit-Prozessoren sind seit der Einführung von x86-64-CPUs im Jahr 2003 zum Standard für Consumer-Computer geworden. Wenn Sie Ihren Prozessor in den letzten Jahren gekauft haben, verfügen Sie wahrscheinlich über einen 64-Bit-Prozessor.

Betriebssystemkompatibilität

64-Bit-Prozessoren sind mit 32-Bit- und 64-Bit-Betriebssystemen kompatibel. Heutzutage gibt es alle gängigen Betriebssysteme in diesen beiden Varianten. Wenn Sie über einen 64-Bit-Prozessor verfügen, können Sie auswählen, mit welcher dieser beiden Varianten installiert werden soll. Wenn Sie jedoch die Vorteile eines 64-Bit-Prozessors voll ausnutzen möchten, müssen Sie sich auch für ein 64-Bit-Betriebssystem entscheiden.

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Treiberkompatibilität

Es ist sehr wichtig zu beachten, dass 32-Bit-Treiber nicht mit einem 64-Bit-Betriebssystem kompatibel sind und umgekehrt. Mit anderen Worten, Ihre Hardware benötigt einen 64-Bit-Treiber, um mit einem 64-Bit-Betriebssystem zu arbeiten. Für fast alle kürzlich hergestellten Hardwarekomponenten werden sowohl ein 32-Bit- als auch ein 64-Bit-Treiber geliefert. Wenn Sie in den Laden gehen und einen HP-Drucker kaufen, können Sie sich darauf verlassen, dass 64-Bit-Treiber vorhanden sind.

Das Hauptproblem besteht bei alter Hardware, für die der Hardwarehersteller in einigen Fällen seit 2003 keine neuen Treiber herstellen konnte (oder wollte). In anderen Worten: Hardware, die in den letzten zehn Jahren nicht aktiv unterstützt wurde. Wieder können Sie mit dem Hersteller überprüfen, ob 64-Bit-Treiber geliefert werden. Für die meisten Produkte können diese von der Support-Seite des Herstellers heruntergeladen werden.

Sie können auch das Windows Compatibility Center überprüfen. Wenn ein Produkt für Windows 8.1 zertifiziert ist, funktioniert es garantiert sowohl für die 32-Bit- als auch für die 64-Bit-Version der Betriebssysteme.

Software-Kompatibilität

In der Hoffnung, den unvermeidlichen Übergang vom 32-Bit- zum 64-Bit-Computer so schmerzlos wie möglich zu gestalten, wurde viel Mühe aufgewendet. Daher ist die Softwarekompatibilität nahezu nahtlos. Tatsächlich ist fast jede 32-Bit-Software mit 64-Bit-Betriebssystemen kompatibel.

Zwei 64-Bit-Betriebssysteme werden nicht unterstützt. Erstens ist die Software aufgrund der im vorherigen Abschnitt beschriebenen Treiberkompatibilität möglicherweise nicht ausschließlich auf einen bestimmten 32-Bit-Treiber angewiesen. Zweitens darf die Software keinen 16-Bit-Code (den noch älteren Vorgänger von 32-Bit) in den eigenen Code integrieren.

Sie können erneut im Windows Compatibility Center überprüfen, ob eine 32-Bit-Software auf einem 64-Bit-Windows-Betriebssystem ausgeführt werden kann. Mit der Windows 8.1-Zertifizierung funktioniert es sowohl auf 32-Bit- als auch auf 64-Bit-Versionen der Betriebssysteme.

Führen Sie jetzt ein 64-Bit- oder 32-Bit-System aus? Was hat dich dazu gebracht zu wechseln oder was hält dich zurück? Füge eine Zeile in den Kommentaren ein!

Bildnachweis: Oleksiy Mark, Derter

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