Man schaut in die Systemeigenschaften von Windows und stellt fest, dass nicht der komplette verbaute RAM genutzt werden kann – Sei es nach einer Aufrüstung oder einfach nur aus Zufall, diese Erfahrung haben bereits manche Nutzer gemacht. In diesem Artikel wird erklärt, welche Ursachen dafür in Frage kommen und was man als Betroffener dagegen unternehmen kann.
Der Hintergrund in Zahlen
Die CPUs von Computern in zwei Architekturen eingeteilt: 32 Bit und 64 Bit Prozessoren. In einem Satz erklärt steht dies für die Datenmenge, welche der Prozessor in einem Taktzyklus verarbeiten kann. In der Praxis macht sich der Unterschied in der Anzahl an adressierbaren Speicheradressen oder anders ausgedrückt dem maximal nutzbaren Arbeitsspeicher (RAM) bemerkbar.
Ein 32 Bit Prozessor kann maximal 2^32 Speicheradressen adressieren, ein 64 Bit Prozessor dagegen 2^64. Was das nun konkret bedeutet, ist nichts weiter als ein bisschen simple Mathematik und etwas Vorwissen über Zahlensysteme: Wir befinden uns hier nicht im gewohnten Dezimalsystem welches die Basis 10 hat, sondern im Binärsystem mit der Basis 2.
2^32 ergibt also 4.294.967.296 Bit, das entspricht 4GiB Arbeitsspeicher, den der Prozessor verwalten kann. Bei 2^64 kommen die meisten Taschenrechner ins Schwitzen: Das Ergebnis lautet 1.84467441 x 10^19, ausgeschrieben eine 20-Stellige Zahl. In eine sinnvolle Einheit umgerechnet entspricht dieser Wert 16 Exbibyte (EiB), eine unvorstellbar große Speichermenge.
Die Schlussfolgerung daraus lautet: Ein 32 Bit Prozessor kann maximal 4 GiB Arbeitsspeicher verwalten, ein 64 Bit Prozessor für heutige Vorstellungen praktisch unendlich viel.
Welche Vorteile bzw Nachteile bietet ein 64 Bit Prozessor in der Praxis?
Ein 64 Bit Prozessor kann mehr Speicher gleichzeitig verarbeiten als ein 32 Bit Prozessor. Damit können z.B. Berechnungen mit großen Zahlen schneller ausgeführt werden. Gewisse Programme profitieren davon und werden schneller, wie z.B. Videoschnittprogramme.
Jedoch nicht alle, es gibt auch Programme, die bei gleichbleibender Leistung einfach nur sinnlos mehr Speicher verbrauchen: Ein 16 Bit Wort muss z.B. durch führende Nullen zu einem 64 Bit Wort aufgefüllt werden. Auf einem 32 Bit System würden hier 16 Bit Speicher ‚verschwendet‘ werden. Hingegen auf einem 64 Bit System schon 48, also das 3-Fache. Sehr problematisch ist diese Entwicklung aber nicht, da die Speicherpreise immer weiter sinken und heutzutage PCs/Notebooks mit mehr als 4 GB RAM keine Seltenheit sind.
Ich habe ein 32 Bit System und kann trotzdem nicht die vollen 4GB Ram nutzen!
Das ist durchaus möglich, es gibt mehrere Gründe, weshalb das so ist. Zuerst mal kann man unter Windows durch die Speicheradressierung bedingt i.d.R. allerhöchstens 3,75 GB nutzen, weitere Informationen dazu findet man unter dem Stichwort 4-GB-Grenze.
Andere I/O Komponenten wie Grafikkarte, Soundkarte etc. müssen ebenfalls adressiert werden, was natürlich auch etwas Ram benötigt. Dann gibt es auch noch Grafikkarten, die keinen oder nur sehr wenig eigenen Grafikspeicher besitzen und daher teile des Arbeitsspeichers mitnutzen. Hier wird in der Regel ein fester Anteil des Arbeitsspeichers für die Grafikkarte reserviert. Meist bewegt sich dieses Kontingent im Bereich 64 – 512M B und kann im Bios angepasst werden kann.
Schlussendlich gibt es auch noch diverse Software-Begrenzungen. In Windows 7 Home Basic ist Beispielsweise eine künstliche Begrenzung auf 2GB eingebaut. Um diese zu umgehen ist mindestens Windows 7 Home Premium oder eine höhere Version notwendig. Home Basic wird aber Vordergrundmäßig auf leistungsschwachen Netbooks mit wenig Arbeitsspeicher ausgeliefert, sodass dieses Limit nicht unbedingt eine Hürde sein muss.
32 Bit Betriebssysteme auf einem 64 Bit Prozessor
Es ist möglich, eine 32 Bit Version von Windows oder einem anderen Betriebssystem auf einem 64 Bit fähigen Prozessor zu installieren. Besitzt der betroffene Computer jedoch mehr als 4 GB an Arbeitsspeicher ist dies nicht sinnvoll, da alles was darüber geht nicht verwendet werden kann. Dies kann beispielsweise dann passieren, wenn man einen ein älterer Rechner mit weniger als 4 GB RAM nachträglich aufgerüstet werden soll.
In diesem Fall führt kein Weg daran vorbei, das Gerät mit einer 64 Bit Version des eingesetzten Betriebssystemes neu zu installieren. Natürlich muss der Prozessor 64 Bit fähig sein, was im Vorfeld überprüft werden sollte.
Verbreitung in der Praxis
Der Trend geht klar in Richtung mehr Speicher und damit zwangsweise auch zu 64 Bit Systemen. Waren Computer mit 4 GB RAM und mehr vor einigen Jahren noch recht teuer und eher bei Powernutzern anzusiedeln, findet man Systeme mit weniger als 4 GB heutzutage kaum noch. Selbst Smartphones besitzen bereits bis zu 3GB Arbeitsspeicher. Daher ist es nicht verwunderlich, dass es im mobilen Bereich bereits erste Geräte mit 64 Bit Prozessoren gibt wie etwa das HTC Desire 820. Wobei man in diesem Fall die Sinnhaftigkeit mit lediglich 2 GB RAM anstreiten darf, aber das ist ein anderes Thema.
Die Verbreitung von 32 Bit Systemen nimmt daher bereits seit geraumer Zeit ab und dieser Trend wird sich fortsetzen. Zumindest im Bereich der PCs und Laptops für den Heimgebrauch dürfte es nur eine Frage der Zeit sein, bis diese Architektur nahezu vollständig verschwunden ist. Angesichts der enormen Speichermenge die mit 64 Bit Prozessoren und Systemen verwaltet werden können wird es danach aber immerhin auf absehbarer Zeit aber nicht nötig sein, über 128 Bit Systeme nachzudenken…