Windows ohne Limit

64 Bit: Mehr Speicher, mehr Leistung, mehr Zukunft

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Das 32-Bit-Korsett fühlt sich immer enger an. Die Zeit ist überreif für 64 Bit, damit die Software wieder Luft zum Atmen hat. Eine Reihe von technischen Vorteilen sprechen für den Einsatz eines 64-Bit-Betriebssystems, doch gibt es auch Nachteile.

Auf Seiten der Hardware ist das 64-Bit-Zeitalter schon vor Jahren angebrochen. Nahezu jeder heute erhältliche x86-PC ist fähig, 64-Bit-Software auszuführen. Auch bei in den letzten drei Jahren gekauften Geräten stehen die Chancen gut. Ausnahmen bilden zur Zeit vor allem Netbooks, deren Atom-Prozessoren nur selten die 64-Bit-Erweiterungen bieten.

Softwareseitig beginnt die 64-Bit-Ära erst mit Windows 7. Das schon 2008 erhältliche Windows Vista war eher glücklos, besonders die 64-Bit-Version. Gründe dafür gab es eine ganze Reihe. Unterm Strich muss man sagen, dass die Software-Lieferanten nicht auf die Umstellung vorbereitet waren. Wir fassen nach, wie es heute steht.

Eine ganze Reihe von technischen Vorteilen sprechen generell für den Einsatz eines 64-Bit-Betriebssystems; der Artikel auf Seite 96 erläutert sie im Detail am Beispiel von Windows. Die Kurzfassung: Ein 32-Bit-Betriebssystem kann maximal in einem Adressraum von 4 GByte Größe agieren (232). Dadurch muss es an vielen Stellen Kompromisse machen. Es kann einem Prozess nicht annähernd die theoretisch mögliche Maximalmenge von 4 GByte Hauptspeicher zur Verfügung stellen: Ein Teil des Adressraums ist vom Betriebssystem selbst reserviert (mindestens 1 GByte) und einen weiteren Teil beansprucht die Hardware, etwa für den Grafikkartenspeicher.

In der Theorie versprechen 64 Bit zusätzlich mehr Performance: Software stehen mehr prozessorinterne Register zur Verfügung. Diesen Vorteil schöpfen allerdings nur rechenintensive Programme aus, die darauf optimiert worden sind. Ein nicht zu unterschätzender Vorteil von 64-Bit-Betriebssystemen liegt im Neuanfang: Microsoft hat die Gelegenheit genutzt, mit einigen Windows-Schwächen aufzuräumen. So wurde etwa ein Patch-Schutz in den Kernel aufgenommen und das Ausführen von Kernel-Treibern unklarer Herkunft verboten.

Dass der Umstieg auf 64-Bit-Software insgesamt relativ sanft verläuft, ist AMD zu verdanken. Der Prozessorhersteller hat sich überlegt, wie man die Software-Architektur der Prozessoren erweitern kann. Schließlich landete er bei einem erfreulich schlichten Modell, das Intel später übernahm: In einem speziellen Modus („Long Mode“) führt der Prozessor sowohl 64-Bit- als auch alten 32- und 16-Bit-Code parallel aus (wobei aktuelle Betriebssysteme nur 32-Bit-Code unterstützen).

Im Long Mode läuft der alte 32-Bit-Code mit voller Performance, also ohne zeitfressende Emulation. Die setzt erst ein, wenn der Code Betriebssystemfunktionen aufruft und Parameter zwischen 32- und 64-Bit umzurechnen sind. Weitere Hilfestellungen, etwa zum Ausführen von altem 16-Bit-DOS-Code, hat AMD nicht vorgesehen.

Läuft ein 32-Bit-Betriebssystem, arbeiten 64-Bit-Prozessoren im Legacy Mode – sie verhalten sich also kompatibel zu ihren 32-Bit-Vorgängern. In diesem Modus steht dann auch der mit dem 386er eingeführte „Virtual 8086 Mode“ zur Verfügung, den Betriebssysteme zum Ausführen von 16-Bit-DOS-Anwendungen nutzen. 64-Bit-Code kann der Prozessor in diesem Modus nicht ausführen.

Damit ein 64-Bit-PC mit einem 64-Bit-Betriebssytem glänzen kann, müssen diverse Voraussetzungen erfüllt sein: Für jede Komponente werden passende Treiber benötigt; alte 32-Bit-Treiber lassen sich nicht verwenden. Problematisch sind neben systemnahen Programmen wie Virenwächtern auch solche, die als Erweiterungen in anderer Software laufen oder sie ergänzen, etwa Plug-ins im Browser oder Video-Codecs. Das Mischen von 32 und 64 Bit in einem Programm bedarf spezieller Hilfsmittel. (ps)

Den vollständigen Artikel finden Sie in c't 11/2010.

Vor- und Nachteile von 64 Bit

Artikel zum Thema "Windows ohne Limit" finden Sie in der c't 11/2010:

  • 64 Bit: Mehr Speicher, mehr Leistung, mehr Zukunft - Seite 86
  • Was 64-Bit-Anwendungen unter Windows 7 bringen - Seite 90
  • Vor- und Nachteile von 64 Bit aus CPU- und Systemsicht - Seite 96

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