16-, 32- und 64-Bit

Kurz: Die Bit-Angabe (16, 32, 64) nennt die Breite, mit der ein Prozessor, ein Betriebssystem oder ein Programm Daten und Speicheradressen verarbeitet. Mehr Bit bedeuten größere Zahlen und mehr adressierbaren Arbeitsspeicher.

Genauer: Ein Bit ist eine Stelle im Binärsystem (0 oder 1). Ein 64-Bit-Prozessor kann in einem Schritt 64 Stellen große Zahlen verarbeiten und Speicheradressen mit 64 Bit verwenden.

Im Detail

Breite	Größte vorzeichenlose Zahl	Adressierbarer RAM (theoretisch)	Zeit / Beispiele
16 Bit	65.535	64 KiB (mit Tricks 1 MiB)	Intel 8086, MS-DOS, Windows 3.x
32 Bit	4.294.967.295	4 GiB	Pentium, Windows 95 bis 10 (32-Bit), Raspberry-Pi-Altsysteme
64 Bit	~1,8 × 10¹⁹	16 Exbibyte (in der Praxis 256 TiB bis 4 PiB)	Alle modernen PCs und Smartphones

• Warum 4 GiB bei 32 Bit? 2³² verschiedene Adressen × 1 Byte = 4 GiB. Mehr RAM kann ein 32-Bit-Betriebssystem nicht ansprechen (Windows 32-Bit nutzt ~3,5 GB). Daher war der Wechsel zu 64 Bit nötig, als Computer mehr Speicher bekamen.
• Prozessor, Betriebssystem, Programm: Alle drei haben eine Bit-Breite. Ein 64-Bit-Prozessor kann 32-Bit-Betriebssysteme und -Programme ausführen (Abwärtskompatibilität), aber ein 32-Bit-Prozessor kein 64-Bit-System.
• Vorteile von 64 Bit: Mehr RAM, mehr Register (x86-64: 16 statt 8), große Zahlen schneller, bessere Sicherheit (ASLR, NX).
• Nachteile: Zeiger sind doppelt so groß, Programme brauchen etwas mehr Speicher.
• Windows: C:\Program Files für 64-Bit, C:\Program Files (x86) für 32-Bit-Programme. Windows 11 gibt es nur in 64 Bit.
• Datentypen: In C bedeutet int meist 32 Bit, long long 64 Bit. size_t richtet sich nach der Plattform.
• Grafik/Farbtiefe: Dort heißt „32 Bit” etwas anderes (4 Kanäle à 8 Bit).
• Ein-Byte = 8 Bit, daher 64 Bit = 8 Byte.

Siehe auch: x86-64 und ARM64, Bits, Byte