Design [Bearbeiten]
Vereinfacht dargestellt bedeutet 64-Bit, dass die Prozessoren durch ihre ALU-Bauart so ausgelegt sind, dass 64 Bit (also 8 Byte) gleichzeitig bzw. während eines Taktes verarbeitet werden können. Das schließt die externe und interne Gestaltung von Datenbus und Adressbus, die Breite des Registersatzes mit ein. Weiterhin ist der Befehlssatz meistens durchgängig auf 64-Bit ausgelegt, insofern keine abwärtskompatiblen Altlasten (siehe x86-Architektur) vorhanden sind. Dies gilt analog für die gängigen Adressierungs-Arten, wobei die Bitbreite der Recheneinheit (ALU)) sich prinzipiell von der der Adresseinheit unterscheiden kann (wie bei den meisten 64-Bit-CPUs).
In der PowerPC-Architektur wurde - im Gegensatz zu x86 - die Erweiterung auf 64-Bit von Anfang an vorgesehen, da diese CPU ursprünglich aus dem Bereich der Großrechner (IBM POWER-Architektur) stammt. Auch für die MIPS-Architektur wurde frühzeitig eine 64-Bit Erweiterung vorgesehen, in beiden Fällen erfolgte die Realisierung als Hardware erst einige Jahre später.
Vorteile [Bearbeiten]
Die Vorteile von 64 Bit-CPUs liegen in der einfacheren Berechnung größerer Integer-Werte (durch die breitere ALU), was zum Beispiel Vorteile bei Verschlüsselungsalgorithmen, grafischen Berechnungen (zum Beispiel Festkommaarithmetik für Computerspiele), 64 Bit-Dateisystemen oder Multimediaformaten (MPEG2, MP3) mit sich bringt.
Zwei wesentliche Vorteile bieten sich gegenüber einer 32-Bit-Architektur: es können mehr als 4 GiB Arbeitsspeicher direkt adressiert werden, und bestimmte Anwendungen wie etwa Kryptologie profitieren von der beschleunigten Arithmetik mit großen Zahlen. Nachteile sind ein erhöhter Speicherbedarf der meisten Programme und ein größerer Prozessor-Die, was zu höheren Preisen führt.
Probleme [Bearbeiten]
Ohne speziell angepasste Betriebssysteme wie Windows XP 64Bit-Edition, Windows Vista, Linux oder LinuxPPC kann allerdings in der Regel kein großer Vorteil durch den Wechsel von 32 Bit auf 64 Bit CPUs gezogen werden. Dies wird insbesondere bei abwärtskompatiblen CPUs wie AMD Athlon64, PentiumD, Pentium EE, Intels CoreDuo oder den 64-bittigen PowerPC CPUs deutlich.
Ähnlich wie bei SIMD oder AltiVec-Erweiterungen ist also auch für 64 Bit-Systeme in der Regel speziell angepasste Software nötig.
Jedoch verfügt nicht jedes System mit 64-bittigen Datenpfaden auch über 64-bittige Adresspfade. Diese können im Extremfall weiterhin 32-bittig bleiben (4 GB Adressraum).