64-Bit-Varianten aller wichtigen Betriebssysteme gibt es bereits seit einigen Jahren. Besser sieht es mit der Hardware aus, denn die Verfügbarkeit von 64-Bit-fähigen Systemen ist seit längerer Zeit gegeben. AMD war mit seiner Athlon-64-Familie der Vorreiter gefolgt von Intels 64-Bit-Unterstützung bei ausgewählten Pentium-4-Modellen. Heutzutage unterstützt selbst preiswerte Hardware 64-Bit-Umgebungen. Aber was genau steckt hinter der 64-Bit-Thematik? Wir haben uns bestehende Probleme genauer angesehen.

Haben Sie ein 64-Bit-Betriebssystem?

Wenn Sie diese Frage nicht auf Anhieb beantworten können wahrscheinlich nicht. 32-Bit- und 64-Bit-Versionen von Windows unterscheiden sich weder im Verhalten noch in der Erscheinung. Welches Betriebssystem Sie nutzen, können Sie am einfachsten herausfinden, indem Sie unter Systemeigenschaften das Bedienfeld “System” anklicken (rechter Mausklick auf Ihrem Computer und “Eigenschaften” auswählen). Das Fenster (siehe Screenshot) gibt Ihnen Auskunft über alle Einzelheiten Ihrer Windows-Version, Ihrer Hardware und der Systemart. In diesem Fall handelt es sich um ein ’64-Bit-Betriebssystem’. Aber worin unterscheiden sich 32 und 64 Bit?

Unterschiede zwischen 32- und 64-Bit-Systemen

Ist die Rede von 64-Bit Systemen, so müssen wir zwischen 64-Bit-Verarbeitung und 64-Bit-Addressierung unterscheiden – erstes ist für hohe Performance wichtig, letzteres zur Unterstützung großer Speichermengen. Ein 64-Bit-System verfügt über 64-Bit breite Register, die 64-Bit-Datentypen unterstützen und intern 64 Bits adressieren (16 Exabyte statt 4 Gigabyte). Allerdings können sich die interne Verarbeitung externe Busse unterscheiden. Als Beisspiel dient hier der Speicher-Adressraum, der meist auf 40 oder 48 Bit beschränkt ist.

Ein 64-Bit-Betriebssystem benötigt für den Betrieb einen 64-Bit-Prozessor. Die meisten 64-Bit-Systeme haben mit der Ausführung von 32-Bit-Software im so genannten Kompatibilitätsmodus keine Probleme, was wiederum nützlich ist, da 64-Bit-Anwendungen nach wie vor spärlich vertreten sind. Sofern notwendig schaltet der Prozessor für individuelle Taktzyklen in den 32-Bit-Modus. Der Betrieb eines 32-Bit-Betriebssystems auf einem 64-Bit-Prozessor führt normalerweise dazu, dass die CPU die ganze Zeit über im Legacy-Modus läuft. Während 64-Bit-Software bei guter Implementierung auf einem 64-Bit-System bessere Performance liefern kann als die 32-Bit-Pendants, bieten 32-Bit-Anwendungen auf 64-Bit-Systemen in etwa die gleiche bzw. nur leicht veränderte Performance.

64-Bit – Vorteile

Wir wollen ein paar Dinge erwähnen, da 64-Bit-Systeme tatsächlich Vorteile bieten, die über die der Datenverarbeitung und Adressierung hinausgehen. Zunächst wäre da das gute, alte 32-Bit Windows: Diese Versionen sind auf maximal 4 GB RAM beschränkt und bieten Ihnen nicht den vollen Speicher für Ihre Anwendungen, da Prozesse des Betriebssystems in den Addressraum mit aufgenommen werden; das führt wiederum zu einer effektiven Speicherkapazität von 3 GB, manchmal auch etwas mehr. Mit steigender Speicherkapazität steht Ihnen durch eine 64-Bit-Version von Windows also effektiv mehr Hauptspeicher zur Verfügung. Weiterhin ist die Handhabung großer Dateien auf einem 64-Bit-System mit viel Speicher bedeutend einfacher. Denken Sie dabei z.B. an eine Datei mit 5 GB auf einem 32-Bit Windows System mit lediglich 3 GB verfügbarem Speicher: Das System muss die erforderliche Dateiinhalte neu in den verfügbaren Speicher mappen, was das System gegebenenfalls ständig damit beschäftigt. Und schließlich gibt es tatsächlich auch wissenschaftliche Anwendungen, die auf 32-Bit-Systemen keine ausreichen präzisen Ergebnisse bei Fließkomma-Operationen liefern, wodurch 64-Bit-Anwendungen auf einem 64-Bit-System in solchen Fällen klar die einzig richtige Wahl sind.

64-Bit – Nachteile

Die Nachteile finden Ausdruck in einer komplexeren Handhabung des Speichers durch größere Pointer, wodurch effektiv eine größere Speicherkapazität zur Verwaltung notwendig ist, sowie durch die lediglich sporadische Verfügbarkeit von 64-Bit-Software. Einerseits würden aber nicht alle Anwendungen davon profitieren, in 64 Bit portiert zu werden. Andererseits sind noch nicht für alle Geräte, die Sie eventuell betreiben müssen, Low-Level-Komponenten wie Treiber verfügbar. Treiber laufen zwischen Hardware und dem Betriebssystem, was wiederum zur Folge hat, dass kaum ein Treiber im 32-Bit-Kompatibilitätsmodus ausgeführt werden kann. Mit anderen Worten: Solange es für Scanner, Drucker, Videokarten oder ähnliches keine nativen 64-Bit-Treiber gibt ist eine Verwendung in einer 64-Bit Umgebung fast immer unmöglich.