iPhone 5s: Was bedeuten die 64 Bit des A7 für die iPhone-Nutzer?

Als Apple am Dienstag das iPhone 5s vorstellte, war eines der Features, die während der Keynote hervorgehoben wurden, der A7 Prozessor mit 64-Bit-Architektur. Während der unbedarfte User sich nun bald freuen kann, das erste Smartphone mit 64-Bit-Architektur in der Hand zu halten, darf derjenige, der etwas von Technik versteht, sich die durchaus berechtigte Frage stellen, was er denn mit einem 64-Bit-Smartphone anfangen soll. Tatsächlich sind die direkten Vorteile für den User eher gering, auch wenn es welche gibt. Warum verbaut Apple also so einen Prozessor? Möchte man einfach nur mal wieder eine Verbesserung raushauen, die sich im Endeffekt auf das Datenblatt beschränkt? Nein. Apple verbaut einen 64-Bit-Prozessor im iPhone 5S, weil man eben weiter als bis zur nächsten Straßenecke denkt.

Was genau bedeutet das eigentlich – 64 Bit?

Mit dem Verbau des 64 Bit A7 Prozessors im iPhone 5s wird der Begriff „64 Bit“ wohl nun oft zu hören sein. Doch die wenigsten dürften wissen, wovon sie da überhaupt reden. Ehrlich gesagt, ich selber weiß es auch nur schemenhaft. Dennoch werde ich versuchen, euch etwas näher zu bringen, was hinter diesem Begriff überhaupt steckt. Wenn etwas falsch ist, zögert nicht, mich zu verbessern.

Computer operieren im Binärsystem. Das heißt, alles, was der Computer berechnet, lässt sich letztlich in eine Reihe von 0 und 1 runterbrechen. Die einzelnen Ziffern bezeichnet man als Bit. Acht Bits wiederum sind ein Byte. In der Prozessortechnologie gibt die Bit-Zahl an, wie viele Bits für eine einzelne Adresse im Speicher genutzt werden (die Rede ist hier vom RAM). In einem 32-Bit-System nutzt also jede Speicheradresse 32 Bit, in einem 64-Bit-System dementsprechend das Doppelte.

Mit wie vielen einzelnen Speicheradressen der Prozessor arbeiten kann und somit auch, wie viel Arbeitsspeicher er letztlich nutzen kann, hängt dann ebenfalls von der Bitzahl ab. Ein 32-Bit-Prozessor verarbeitet 2^32 (2 hoch 32) Adressen, bei einem 64-Bit-System sind es 2^64. Gibt man das in einen Taschenrechner ein, wird klar, wie groß der Unterschied ist. Nun ist nicht bekannt, wie viel Arbeitsspeicher das iPhone 5s hat, aber man darf bezweifeln, dass sich das in einer Größenordnung bewegt, auf die nur ein 64-Bit-Prozessor Zugriff hat.

Der Vorteil für den Nutzer

Inwiefern hat also der Nutzer überhaupt einen Vorteil durch die 64-Bit-Struktur des A7? Stark vereinfacht nutzt jede CPU bestimmte Speicherabschnitte namens Register für die Rechenoperationen. Diese Register entsprechen in den meisten Fällen (Ausnahmen lassen wir außen vor) der Bitzahl des Prozessors. Wenn eine Rechenoperation die verfügbare Bitzahl eines Registers überschreitet, muss sie aufgeteilt werden. Eine 128 Bit Operation muss in vier Teile auf einem 32-Bit-Prozessor aufgeteilt werden, auf einem 64-Bit-Prozessor allerdings nur in zwei. Auch das ist stark vereinfacht, weil verschiedene Operationen verschiedene Aufteilungen erfordern, aber für das grundsätzliche Verständnis dürfte es ausreichen.

Dieser Vorteil kommt nur bei bestimmten Operationen zum Tragen, am stärksten bei Gleitkommazahl-Operationen. Diese können bis zu zwei Mal schneller auf einem 64-Bit-Prozessor durchgeführt werden, abhängig von der verwendeten Software. Gleitkommazahl-Operationen werden vor allem bei grafischen Berechnungen genutzt. Damit verbundene Aufgaben wie die Verarbeitung von Fotos oder auch die Grafik von Spielen laufen also auf einem 64-Bit-System deutlich schneller ab, ein Vorteil, den auch die iPhone 5s User zu spüren bekommen dürften. Bei Apps, die auf Ganzzahl-Operationen beruhen, wie zum Beispiel Textprogrammen, wird der Vorteil kaum spürbar sein.

Der langfristige Nutzen

Apple aber denkt weiter als bis zur nächsten Straßenecke, die in diesem Fall für das iPhone 5s steht. Der verbaute RAM in mobilen Geräten wird mit der Zeit größer werden. Ein mobiler 64-Bit-Prozessor kann 4 GB RAM ansprechen, Apple ist mit dem A7 also für die Zukunft gerüstet. Auch existiert bereits eine portierte Version von OS X für ARM-Prozessoren wie den A7. Damit eröffnen sich zwei Wege. Zum einen ist es denkbar, einen leistungsfähigeren A7 oder einen Chip der späteren Generationen in MacBook Modelle zu verbauen. Damit könnte man die Energieeffizienz gegenüber den Haswell-Prozessoren noch einmal deutlich verbessern. Das MacBook Air mit Haswell-Prozessor erreicht bereits heute bis zu 12 Stunden Akkulaufzeit. Andersrum könnte man aber auch OS X auf mobile Geräte (ein Tablet, ja sogar ein Smartphone) holen.

Eine allgemeine Entwicklung in der Hardware-Branche

Apple steht mit seinen Plänen nicht alleine da. Auch Samsung hat ein Smartphone mit 64-Bit-Prozessor angekündigt, und ARM wird sicher anfangen, die Technologie auch an andere Partner zu verteilen. Die Entwicklung hin zu einer Verschmelzung aus Desktop-Geräten und mobilen Geräten wird sicher nicht von heute auf morgen geschehen, und die 64-Bit-Prozessoren im mobilen Format sind nur ein Schritt in diese Richtung. Dennoch ist es ein Schritt, den Apple gegangen ist und bei dem andere Hersteller in Kürze folgen werden. Auch wenn man die Vorteile nicht unmittelbar sieht.

 

(via Whitenoise)