Unter 64-Bit-Architektur versteht man in der EDV eine Prozessorarchitektur, deren Wortbreite 64 Bit beträgt.
Architekturen (chronologisch)
- von MIPS (später SGI) die MIPS-Architektur (32 und 64 Bit).
- von DEC die Alpha-Prozessor-Serie.
- von Sun Microsystems die UltraSPARC-Serie.
- von Hewlett-Packard die PA-RISC-Serie.
- von IBM die POWER-Serie und zSeries
- von Apple/IBM/Motorola die PowerPC-Serie (32 und 64 Bit).
- von Intel die IA-64-Familie.
- von AMD die AMD64 Erweiterung der x86-Familie.
Design
Vereinfacht dargestellt bedeutet 64-Bit, dass die Prozessoren durch ihr ALU-Design 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).
Dies bietet gegenüber einer 32-Bit-Architektur im wesentlichen zwei Vorteile: es können mehr als 4 GB Arbeitsspeicher direkt addressiert 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.
Unter der Programmiersprache C schlägt sich die Anzahl der Bits insbesondere bei der Größe der Datentypen void*, int und long nieder.
Für einige Plattformen besteht die Möglichkeit, auch Quellcodes und Binärprogramme von 32-Bit Vorgänger-Systemen ohne Überarbeitung direkt auf einer 64-Bit-Plattform compilieren bzw. ablaufen zu lassen. Die IA-64- und AMD64-Prozessoren etwa bieten den hierfür einen x86-Kompatibilitätsmodus. Um dies zu realisieren, enthalten die Prozessoren zusätzliche Komponenten für die Interpretation des 32-Bit Befehlssatzes. Moderne Betriebssysteme aktivieren diesen Modus für die jeweiligen Prozesse. Weiterhin besteht die Möglichkeit, das Ziel der Ausführung von 32-Bit-Programmen über eine vergleichsweise langsame, softwarebasierte Emulation zu realisieren.
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.
Siehe auch: 32-Bit-Architektur, 16-Bit-Architektur, 8-Bit-Architektur, 4-Bit-Architektur, 1-Bit-Architektur <html>