Einführung
Zu diesem Zeitpunkt haben alle Laptop- und Desktop-PCs von 32-Bit- auf 64-Bit-Prozessoren gewechselt. Obwohl dies der Fall ist, verfügen einige Computer noch über 32-Bit-Versionen von Windows, was Auswirkungen darauf hat, auf wie viel Speicher sie zugreifen können. Es gibt immer noch ein paar Low-End-Mobilprozessoren, die zwar 32-Bit verwenden, weshalb die Software weiterhin verfügbar ist.
Der große Bereich, in dem 32-Bit- und 64-Bit-Verarbeitung wirklich ein Problem darstellen, hat mit Tablet-Prozessoren zu tun. Die meisten Mobiltelefone und Tablets verwenden derzeit noch 32-Bit-Prozessoren. Dies ist in erster Linie darauf zurückzuführen, dass sie tendenziell effizienter sind, wenn es um den Stromverbrauch geht, und dass die Hardware bereits durch die Größe begrenzt ist. 64-Bit-Prozessoren werden jedoch immer häufiger. Daher ist es eine gute Idee zu verstehen, wie ein 32-Bit- oder ein 64-Bit-Prozessor das Computererlebnis beeinflussen kann.
Bits verstehen
Alle Computerprozessoren basieren auf binärer Mathematik aufgrund der Transistoren, aus denen die Halbleiter in den Chips bestehen. In einfachen Worten ausgedrückt, ist ein Bit eine einzelne 1 oder 0, die entweder von einem Transistor verarbeitet wird. Alle Prozessoren werden durch ihre Bitverarbeitungsfähigkeit bezeichnet. Für die meisten Prozessoren sind dies jetzt 64-Bit, für andere Prozessoren sind es jedoch möglicherweise nur 32-Bit. Was bedeutet das Bit Count?
Diese Bitbewertung des Prozessors bestimmt die größte numerische Zahl, die der Prozessor verarbeiten kann. Die größte Anzahl, die in einem einzigen Taktzyklus verarbeitet werden kann, entspricht 2 der Leistung (oder des Exponenten) der Bitbewertung. So kann ein 32-Bit-Prozessor eine Zahl von bis zu 2 ^ 32 oder ungefähr 4,3 Milliarden verarbeiten. Jede größere Anzahl erfordert mehr als einen Taktzyklus. Ein 64-Bit-Prozessor dagegen kann eine Zahl von 2 ^ 64 oder ungefähr 18,4 Quintilion (18.400.000.000.000.000.000) verarbeiten. Dies bedeutet, dass ein 64-Bit-Prozessor in der Lage ist, eine große Zahl von Mathematik effizienter zu handhaben. Jetzt erledigen Prozessoren nicht nur strikte Mathematik, sondern können aufgrund der längeren Zeichenfolge erweiterte Befehle in einem einzigen Taktzyklus ausführen, anstatt sie in Vielfache aufteilen zu müssen.
Wenn Sie also zwei vergleichbare Prozessoren mit der gleichen Taktrate haben, die ähnliche Programmierbefehle enthalten, könnte ein 64-Bit-Prozessor doppelt so schnell wie ein 32-Bit-Prozessor sein. Dies trifft nicht völlig zu, da nicht jeder Taktzyklus alle Bits in einem Durchlauf verwendet, aber wenn er größer als 32 ist, beansprucht das 64-Bit die Hälfte der Zeit für diesen Befehl.
Speicher ist der Schlüssel
Eines der anderen Elemente, die direkt von der Bitbewertung des Prozessors betroffen sind, ist die Speichermenge, die das System unterstützen kann und auf die zugegriffen werden kann. Werfen wir einen Blick auf die aktuellen 32-Bit-Plattformen von heute. Derzeit unterstützen 32-Bit-Prozessoren und das Betriebssystem insgesamt 4 GB Speicher auf dem Computer. Von den 4 Gigabyte Speicher können die Betriebssysteme einer bestimmten Anwendung nur 2 Gigabyte Speicher zuweisen.
Dies ist viel wichtiger, wenn es um Laptop- und Desktop-PCs geht. Dies liegt daran, dass sie Zugriff auf komplexere Programme und Anwendungen haben, sowie Speicherplatz für die Prozessoren zu erwähnen. Mobile Prozessoren hingegen haben einen begrenzten Speicherplatz und haben den Speicher im Allgemeinen in den Prozessor integriert. Daher verfügen sogar Prozessoren der Spitzenklasse für Smartphones und Tablets über nur 2 GB Arbeitsspeicher, sodass die 4 GB-Grenze nicht erreicht wird.
Warum ist das wichtig? Nun, die Menge an Speicher, die der Prozessor hat, hat die Komplexität der Programme beeinflusst. Die meisten kleineren Tablets und Telefone können extrem komplexe Anwendungen wie Photoshop nicht ausführen. Aus diesem Grund muss ein Unternehmen wie Adobe viele andere Anwendungen einsetzen, die die verschiedenen Aspekte des einzelnen komplexeren PC-Programms beherrschen. Durch die Verwendung eines 32-Bit-Prozessors mit Speicherbeschränkungen wird er niemals die Komplexität erreichen, die ein vollständiger Personalcomputer bietet.
Was ist eine 64-Bit-CPU ohne ein 64-Bit-Betriebssystem?
Bisher haben wir über die Fähigkeiten der Prozessoren basierend auf ihrer Architektur gesprochen, aber hier ist ein wichtiger Punkt zu machen. Die volle Nutzung eines Prozessors ist nur so gut wie die dafür geschriebene Software. Der Betrieb eines 64-Bit-Prozessors mit einem 32-Bit-Betriebssystem verschwendet einen großen Teil des Rechenpotentials des Prozessors. Das 32-Bit-Betriebssystem verwendet nur die Hälfte der Register des Prozessors, wodurch seine Rechenfähigkeit eingeschränkt wird. Es hat immer noch die gleichen Einschränkungen wie ein vorhandener 32-Bit-Prozessor mit demselben Betriebssystem.
Das ist eigentlich ein ziemlich großes Problem. Bei den meisten Architekturänderungen, wie z. B. 64-Bit-Prozessoren, muss normalerweise ein völlig neuer Satz von Programmen geschrieben werden. Dies ist sowohl für die Hardwarehersteller als auch für die Softwarehersteller ein großes Problem. Die Software-Unternehmen möchten die neue Software erst dann schreiben, wenn die Hardware verfügbar ist, um den Verkauf ihrer Software zu unterstützen. Natürlich können die Hardwareleute ihr Produkt nicht verkaufen, es sei denn, es gibt Software, die es unterstützt. Dies ist einer der Hauptgründe, warum Unternehmens-CPUs wie der IA-64 Itanium von Intel Probleme hatten. Es wurde wenig Software für die Architektur und ihre 32-Bit-Emulation geschrieben, um die vorhandenen Betriebssysteme zu betreiben, die die CPU stark beeinträchtigen.
Wie können AMD und Apple dieses Problem umgehen? Apple hat nun 64-Bit-Patches für sein Betriebssystem hinzugefügt. Dies fügt einige zusätzliche Unterstützung hinzu, läuft aber noch unter einem 32-Bit-Betriebssystem. AMD hat einen anderen Weg eingeschlagen. Es hat seinen Prozessor für die Verarbeitung der nativen x86-32-Bit-Betriebssysteme entwickelt und zusätzliche 64-Bit-Register hinzugefügt.Dadurch kann der Prozessor 32-Bit-Code genauso effektiv wie ein 32-Bit-Prozessor ausführen. Mit den aktuellen 64-Bit-Versionen von Linux oder dem bevorstehenden Windows XP 64 wird jedoch das volle Verarbeitungspotenzial der CPU genutzt.
Ist die Zeit für das 64-Bit-Computing richtig?
Die Antwort auf diese Frage lautet Ja und Nein. Die Industrie stößt an die Grenzen des 32-Bit-Computing für einen Großteil des High-End-Computermarktes, z. Wenn die Computer ihre Geschwindigkeiten und die Rechenleistung erhöhen sollen, muss der Sprung zur nächsten Generation von Prozessoren erfolgen. Dies sind Systeme, die im Allgemeinen viel mehr Speicher und Berechnungen für eine große Anzahl erfordern, die die direkten Vorteile einer 64-Bit-Plattform bieten.
Verbraucher sind eine andere Sache. Ein Großteil der Aufgaben, die ein Durchschnittsverbraucher auf dem Computer erledigt, wird durch die vorhandene 32-Bit-Architektur mehr als ausreichend abgedeckt. Letztendlich werden Benutzer an den Punkt gelangen, an dem die Umstellung auf 64-Bit-Computing sinnvoll ist, derzeit jedoch nicht. Wie viele Verbraucher werden in den nächsten zwei Jahren in einem Computersystem wahrscheinlich sogar 4 Gigabyte Speicher haben?
Die wahren Vorteile von 64-Bit-Computing werden sich letztendlich auf die Verbraucher auswirken. Hersteller und Softwareentwickler begrenzen gerne die Vielfalt der Produkte, die sie unterstützen müssen, um Kosten zu reduzieren. Aus diesem Grund werden sie sich letztendlich ausschließlich auf die Produktion von 64-Bit-Hard- und Software konzentrieren. Bis zu diesem Zeitpunkt wird es eine holprige Fahrt für diejenigen sein, die sich als Early Adopters entscheiden.
