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64-Bit-Prozessoren für Smartphones: Das sollte man wissen [EVERGREEN]

Mit Denver hat Nvidia heute seinen ersten 64-Bit-Prozessor für Android vorgestellt. Apple hatte mit seinem iPhone 5S die Vorlage geliefert. Android L wird Ende des Jahres mit nativer Unterstützung für 64-Bit-Technologie die Weichen stellen, damit Samsung, Sony, HTC und Co. gleichziehen können. Im Desktop-Bereich sind 64-Bit-CPUs schon seit gut zehn Jahren Standard, doch welche Vorteile bringen sie eigentlich für Smartphone-Nutzer? Wir bieten eine Übersicht.

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Qualcomm hat eine ganze Reihe 64-Bit-fähiger CPUs für Smartphones angekündigt. / © Qualcomm

64-Bit kurz erklärt

CPUs rechnen mit Zahlenreihen, die aus Nullen und Einsen bestehen, und Prozessoren mit einer 64-Bit-Architektur sind in der Lage, eine Zahlenreihe von 64 Ziffern Länge während eines einzelnen Takts gleichzeitig verarbeiten zu können. Oder anders ausgedrückt: Sie können 64 Bit an Dateninformationen innerhalb eines Takts verarbeiten. 32-Bit-Prozessoren schaffen lediglich die Hälfte.

Ganz einfach gesprochen: 64-Bit-CPUs können in der gleichen Zeit mehr Informationen verarbeiten.

Zusammenspiel aus Hard- und Software

Doch nicht nur die Hardware ist bei einem 64-Bit-System entscheidend, auch die Software spielt eine wichtige Rolle, denn die muss ebenfalls für diese Architektur ausgelegt sein, um den Prozessor mit den nötigen Daten zu versorgen. Erst wenn diese beiden Voraussetzungen gegeben sind, kann die 64-Bit-Architektur ihre Vorteile komplett ausspielen. Jüngste Entwicklungen zeigen, dass Google mit Android L den Weg dafür ebnet. 

Vorteile von 64-Bit

Entsprechende Prozessoren können größere Integer-Werte einfacher berechnen. Ein Integer ist ein Datentyp, der ganzzahlige Werte speichern kann, die im Prozessor als Nullen und Einsen vorliegen. Durch die Verarbeitung größerer Werte ergeben sich Vorteile bei grafischen Berechnungen (zum Beispiel die Benutzeroberfläche oder Spiele), Multimediaformaten oder 64-Bit-Dateisystemen. Ein weiterer großer Vorteil liegt darin, dass mehr als vier Gigabyte Arbeitsspeicher (das Maximum von 32-Bit-Systemen) adressiert werden können. Bei Smartphones war das bisher irrelevant.

Denver Hot Chips TK1
Die neuen Tegra-K1-Prozessoren lassen sich auf bestehenden Platinen verlöten, sodass Fertigungsstraßen bestehender Smartphones sehr simpel auf 64-Bit umgerüstet werden könnten. / © NVIDIA

Nachteile von 64-Bit

Gegenüber 32-Bit-Programmen gibt es einen entscheidenden Nachteil: Aufgrund der doppelten Zeichenlänge belegen Programme im 64-Bit-Format mehr Speicher (RAM, Cache und Speicherplatz) als ihre 32-Bit-Pendants. Das kann vor allem bei Smartphones ein Problem sein, da im Vergleich zu Desktop-PCs die Ressourcen teilweise stark begrenzt sind.

Außerdem ergibt 64-Bit auch nur dann einen Sinn, wenn Programme/Apps auf diese Architektur angepasst wurden. Das bedeutet vor allem für App-Entwickler erst mal einen Mehraufwand. Außerdem gilt zu beachten, dass 32-Bit-Programme, die auf einem 64-Bit-System ausgeführt werden, unter Umständen das gesamte System ausbremsen können, weil neben den 64-Bit-Bibliotheken auch welche für das 32-Bit-Format geladen werden müssen. Das geht vor allem zu Lasten des Arbeitsspeichers, aber auch der interne Speicher ist davon betroffen.

Fazit und Ausblick

Smartphones werden immer leistungsfähiger und da ist es nur der nächste logische Schritt, eine moderne Architektur für Hard- und Software zu verwenden. Egal ob komplexe Office-Software, anspruchsvolle Spiele oder das Smartphone als Computer-Ersatz, die Anwendungsmöglichkeiten werden immer vielfältiger und der Wechsel hin zu 64-Bit ist sehr begrüßenswert. Während sich der Mehrwert zu Zeiten von Apples Vorstoß noch in Grenzen gehalten hatte, mischen Chip-Hersteller und Google mit Android L die Karten neu. Daher könnte sich das schon mit der nächsten oder übernächsten Geräte-Generation ändern, wenn Hard- und Software perfekt aufeinander abgestimmt sind.

Top-Kommentare der Community

  • Thomas B. 13.09.2013

    @claus spitzer
    Die meisten Entwickler brauchen sich nicht drauf einstellen, dass eine 64-bit Umgebung kommt. Geschätzt 90% aller Apps verwenden ausschließlich Java und werden in der DVM ausgeführt und besitzen kein nativen Code. Für sie ändert sich absolut nicht wenn man auf 64bit umstellt. Ein compilerflag umstellen und schon läuft ihre App optimiert im 64bit Modus. Interessant wird das ganze für alle Apps welche auf das NDK setzen. Da ist es tatsächlich ein bisschen aufwendiger nativen Code in eine 64bit Umgebung zu bringen. Obwohl da das meiste auch der Compiler für einen erledigt, muss man meisten nur bei einigen Datentypen wie Zeigern oder Timern aufpassen. Aber auch der Aufwand hält sich in Grenzen. Problem an der ganzen Geschichte ist, man kann den Entwickelrn nicht im Vorfeld Zeit geben um sich auf eine 64bit Umgebung einzustellen. Ihr 64bit Code mit den speziellen 64bit Datentypen läuft nämlich nicht unter 32bit Systemen. Das heißt man kann nur ein 64bit System veröfftlichen (sei es halt als Beta oder nur als Emulator wenn man es noch nicht dem Endnutzer geben will) um darauf erstmal seine 32bit Programme ausführen. Erst dann kann man seine 64bit Version wirklich testen ob alles funktioniert. Es wird also so oder so eine Übergangszeit geben müssen wo ein 64bit System alle 32bit Bibliotheken mitführt ob man will oder nicht.

  • Philipp Z. 13.09.2013

    das 64 bit einfach doppelt so lang oder groß wie 32 bit ist stimmt nicht, da hier mit potenz 2 gerechnet wird, also 2 hoch 64
    somit können also 18.446.744.073.709.551.616 bits anstelle von 4,294,967,296 dargestellt bzw addressiert werden, was auch den Unterschied vom Arbeitsspeicher erklärt, weil 4.294.967.296 nunmal 4GB ergibt ;-)
    also ist es 4.294.967.296 mal größer bzw länger
    hier wird es schön erklärt:
    http://www.techsupportalert.com/content/what-is-64-bit.htm

  •   56
    Nico Heister 13.09.2013

    @Dirk B.:

    Auch für Dich noch mal persönlich: Nirgendwo erwähne ich auch nur ansatzweise, dass 64-Bit-CPUs doppelt so schnell rechnen. Zweitens habe ich den Artikel extra so geschrieben, dass auch Laien und Einsteiger ihn verstehen. Hätte ich auch noch Java und die Dalvik-VM erklärt, hätte das eindeutig den Rahmen des Artikels gesprengt.

    Übrigens: Nur weil Dir der Artikel nicht zusagt, musst Du mich deshalb noch lange nicht persönlich beleidigen.

  • DiDaDo 13.08.2014

    weil?

  •   56
    Nico Heister 13.09.2013

    @Dirk B.:

    Tja, früher war eben immer alles besser, aber wie heißt es so schön: Reisende soll man nicht aufhalten. ;-)

    In diesem Sinne: Machs gut!

83 Kommentare

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  • 64-Bit ist sicherlich nett, aber den wirklichen Leistungsgewinn sehe ich nicht - gerade bei Android wird es sehr lange dauern, bis sich App-Entwickler entscheiden 64-Bit zu optimieren... 32-Bit Apps funktionieren ja ebenfalls. Für Smartphones sogar vielleicht schneller als für Tablets.

    Bei Apple sieht die Sache hingegen anders aus: Alle künftigen iOS-Geräte werden 64-Bit fähig sein und viele Nutzer wechseln auch regelmäßig ihre iOS-Geräte. Damit wird man schneller genug Nutzer haben, damit sich 64-Bit-Apps lohnen (die ersten Apps sind inzwischen auch schon optimiert).

    Anmerkung zu "einer komplexen Office Software": Wenn MS etwas vernünftiger Programmieren würde, würde man sicherlich ihre tolle, komplexe Software auch mit einer 16-Bit-CPU laufen lassen können. Keine Büro-Software braucht einen 64-Bit-Prozessor... Spiele sind die einzigen Apps, die vom Funktionsumfang einen Sprung machen könnten.

    •   34

      Nicht ganz: Datenbanken kann man auch zu "Bürosoftware" zählen, die profitieren ordentlich. Und dann eben das ganze Feld der Multimedia-Software: Bild- und Videobearbeitung, Design, 3D-Konstruktion etc. - alles extrem speicherhungrig und profitiert von den 64-Bit Datenwörtern und dem größeren Befehlssatz.

      • Eben Rene. Multimedia-Software: Bild- und Videobearbeitung, Design, 3D-Konstruktion profitiert ganz klar davon und darum denke ich auch werden viele die hier jetzt meckern und dieser Technologie das absprechen schauen wenn Sie ihre Games hier sehen und das in atemberaubender Geschwindigkeit und in einer Pracht, die sie umhaut. Das ist 64-Bit Technologie.

  • Auf dem Mac habe ich von 64 Bit nur gemerkt, dass Photoshop mit mehr RAM klar kommt, was dem Programm auch gut steht. Ansonsten sind alle Programme viel größer und sind auf Festplatten unerträglich langsam geworden.

    • Größere Dateien sollen im Zeitalter SSD eigentlich von der Lesegeschwindigkeit kein Problem darstellen. Die aktuellen Macs, Tablets und Smartphones sollten, wenn ich mich jetzt nicht total irre, einen SSD-Speicher verwenden. Dort, wo man diesen Effekt vielleicht am meisten merkt, dürfte Windows sein, da es dort bei den fertigen Produkten noch eher HDD-Festplatten gibt (weil billiger bei sehr großen Speicher).

  • Tja.. Das Wachstum muss weiter gehen.. Smartphones müssen verkauft werden.. Wem Interessiert ob 32 oder 64Bit.. Hauptsache es gibt was neues und Kohle muss her. Die Aktionäre wollen es so!

  • Ey, hier lesen nicht nur Nerds, sondern auch interessierte NORMALE Handy Besitzer! Trefft euch in Fach Foren da könnt ihr euch beharken

  •   26

    Moinsen
    @mapatace gebe dir vollkommen recht
    64Bit kann man muss man aber nicht zwingend.wie ich schon in meinen Bericht geschrieben habe nutze ich das 5c das hat auch nur einen dual core.sank der optimierten Software rennt das Teil besser als mein altes S3.

  • Das Hauptproblem wird sein, dass alle Apps nicht nur für 32 sondern auch für 64bit Prozessoren programmiert werden müssen und dabei sicherlich erstmal ein großes Chaos entstehen wird. Da ich mir sowieso demnächst ein neues Smartphone zulegen wollte, werde ich daher erstmal bei 32bit bleiben. Das wird auch sicherlich günstiger sein.

  • Also ich habe ein Netbooks mit 32 und ein PC mit 64 ein Tablet und ein Smartphone und ich kann irgendwie nicht nachvollziehen warum ein Tablet und erst recht ein Smartphone nun 64Bit haben muss.Tatsache ist das ich seit 18 Monate keine Notwendigkeit verspürte den PC überhaupt hochzufahren.Faktisch komme ich praktisch mit einen Dual Core wunderbar zurecht.....ohne das ich irgendwas dabei vermisse.Und wie letztens zu lesen war bin ich bei weitem damit nicht der einzige .

  • Braucht man das... Ich Denke.. Das ist wohl Übertrieben....

  • Typisch Nvidia. Kündigen den knappen an, der alles vorangegangene in den Schatten stellen soll, am Ende ist es nicht mehr als die Baustelle zum nächsten Projekt.
    Da weiß Qualcomm mich besser zu überzeugen.

    Und 64Bit Architektur? Der in Android verwendete Linux Kernel kann ohnehin mehr als 4GB Ram adressieren.

    Wäre der Kunde konsequenter genug, und verhielte sich rationaler in seiner Kaufentscheidung, dann hätten wir bereits Akkus, die auch eine Woche hielten, anstatt mit vier Kernen und 2,5GHz Angry Birds zu spielen.

  •   32

    Ja gibts denn Android 64 ?
    Für was ist der nvidia denver optimiert ?

    Apple optimiert Hardware und Software aufeinander.

    Eine halbgare 64 nvidia soc ?
    Wenn dem so ist dann lieber snappy 805.

    •   34

      Dieses Jahr kommt dann wohl nur das Nexus 8 mit 64 Bit Tegra K1 raus. Nix für den Massenmarkt. Google selbst bastelt wohl mit Vorserienmustern des K1 oder SD810 rum. Samsung soll ja angeblich auch an einem Exynos 6 rumbasteln. aber irgendwie ist das wohl nicht so einfach mit den 64-Bit-SoCs. Kriegt halt nicht jeder hin...
      Man darf aber auch nicht vergessen, dass es ja Intel-SoCs für Android gibt (Tablets). Offenbar sind die aber zu teuer oder verbrauchen zu viel Strom.

  • der Artikel ist aus 2013... wie süß ^^

  • Wenigstens werden in diesem Artikel auch die Nachteile beschrieben!

  •   26

    moinsen
    solange jeder pfosten bei android mitmischen kann wird auch die beste cpu die derzeit auf dem markt ist nix bringen!!!
    ich selber nutze nen 5c und die cpu die da drinn ist reicht mehr als aus, das 5s hat zwar nen 64er drinne aber wirklich viel bringt das auch nicht weil zu wenig ram verbaut ist!!!

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