Wat is het voordeel van 64-Bit?

Windows XP is de eerste versie van het populaire besturingssysteem Windows, dat ook als 64-Bit is verschenen. Sindsdien is er van elke volgende versie een 64 Bit versie verschenen. Maar wat is nu het nut precies van 64-Bit en welk voordeel geeft 64-Bit ten opzichte van 32-Bit? En kunnen we over enkele jaren ook 128-Bit gaan verwachten? Na in het verleden een overstap naar 32-Bit gemaakt te hebben, is in de afgelopen jaren 64-Bit op de markt verschenen. Voor veel mensen is het onduidelijk wat nu eigenlijk het verschil is. En daarbij vooral de vraag: Welke voordelen levert 64-Bit ten opzichte van 32-Bit op.

Maximum bereik van een geheugenblok

In een 32-Bit architectuur kan de processor steeds werken met blokjes van 32 bits (32 Bits = 4 bytes). Elke bewerking die de processor doet kan op maximaal 32 bits tegelijkertijd. Ook het wegschrijven naar en uitlezen uit het geheugen gebeurt met maximaal 32 Bits per keer. De maximale waarde die in een dergelijk 32-Bit blokje past is 2^32 = 4.294.967.295, dit is afgerond 4 miljard. Hierbij wordt uitgegaan van alleen positieve getallen.
In een 64-Bit architectuur geldt dezelfde benadering. De maximale waarde die dan in één blokje past is 2^64. Dit is 18.446.744.073.709.551.616; afgerond 18 triljoen, of 18 * 10^18.

Het gemakkelijk kunnen werken met getallen groter dan 4 miljard is dus een voordeel van een 64-Bit architectuur. Maar ook op een 32-Bit architectuur kan er met getallen groter dan 4 miljard gewerkt worden, door getallen in kleinere stukken te delen. Het vergrote bereik is dus niet een belangrijke reden om naar een 64-Bit architectuur over te stappen. Daarnaast is het vaak zo dat bij programma's die zulke grote getallen moeten verwerken ook 18 triljoen vaak niet voldoende bereik biedt.

Geheugen

De voornaamste reden om naar 64-Bit te over te stappen is de tegenwoordig beperkte hoeveelheid geheugen die met 32-Bit gebruikt kan worden. Iedere plek in het geheugen moet een uniek adres hebben. Eén zo'n geheugen plek is 1 Byte. En ieder adres moet in het standaard blokje van de architectuur passen. Aangezien in een 32-Bit geheugenblok maximaal een waarde van 4 miljard past, kan de computer dus ook niet meer dan 4 miljard verschillende adressen aan. 4 Miljard adressen klinkt wellicht als veel, maar in de praktijk is dat 4 Gigabyte. Met andere woorden, in een 32-Bit architectuur kan er maximaal 4 GB geheugen gebruikt worden.

In een 64-Bit systeem kan de processor dus theoretisch 18 triljoen geheugen adressen aan, wat zou overeen komen met 16 Exabyte, dit is gelijk aan 16 miljoen Terabyte. In de praktijk kunnen de huidige Windows 64-Bit versies niet zoveel geheugen aansturen, maar zijn er bepaalde limieten. Windows 7 Ultimate kan bijvoorbeeld maximaal 192 Gigabyte aan. Windows 8 Enterprise kan 512 GB aan en de sommige Windows Server versies gaan tot 4 Terabyte.

32-Bit Applicaties op 64-Bit Windows

Een 64-Bit Windows versie moet op 64-Bit hardware draaien. Het is echter wel mogelijk om gewoon 32-Bit applicaties te gebruiken. Dat is erg handig, want anders zou er van ieder programma een nieuwe versie nodig zijn. Het is wel zo dat zolang een applicaties 32-Bit is, deze nooit meer dan 4 Gigabyte geheugen kan gebruiken. In de praktijk is dat voor de meeste programma's ruim voldoende. En dan heb je als gebruiker nog steeds het voordeel dat er wel veel meer programma's tegelijkertijd actief in het geheugen kunnen zijn. Het totaal mag dan wel groter zijn dan 4 Gigabyte geheugen verbruik. Van programma's die wel voordeel hebben van meer dan 4 Gigabyte is wel een 64-Bit versie nodig. Te denken valt aan videobewerkingssoftware, CAD software, 3D rendering software, etc.

128-Bit?

Kunnen we over een aantal jaar ook 128-Bit gaan verwachten? Niemand kan in de toekomst kijken, maar vooralsnog lijkt dat onwaarschijnlijk. De hoeveelheid geheugen die met 64-Bit gebruikt kan worden is al enorm veel en op dit moment zitten we daar nog lang niet aan. Voordat dat wel gebeurt, zal ook de hardware ontwikkeling nog vele slagen moeten maken. De afgelopen 5 jaar zijn de geheugen eisen aan desktop PC's maar langzaam gestegen en is er zeker geen sprake van exponentiële groei. De eerste behoefte aan dergelijke hoeveelheden zal waarschijnlijk uit de hoek van grote servers komen, maar ook dat lijkt nog ver weg.

Lees verder

• Wat is binair: Over bits, bytes, nullen en enen