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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.

iPhone 5s A7

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)

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29 Kommentare

  1. Sehr toller Beitrag, freue mich schon auf das erste iPad mit 64bit und jede menge ram, vllt gibt es in Zukunft größere Spieltitel wie zB GTAV auf iOS portiert. Wäre echt cool :D

  2. Top Beitrag!

  3. Die Arm Technologie in ihrer derzeitigen Version ist ebendie einzige die abwärtskompatible 32bit mit unterstützt.
    Die schöneren Funktionen sind u.a. 20% weniger Strom-> mehr Sprechzeit.
    Android kann derzeit 3GB nur durch splitten des Registers in der Hardware nutzen: 2Gb und dann noch mal 1GB der jedoch in der Regel für Video Extension genommen wird.
    Android kann als Kern derzeit keine neue ARM Technologie einsetzen, das gibt Android kitkat eben einfach nicht her.
    5.0 soll komplett redesigned werden, was mit anderer UI und Parametern kommen wird…. Ergo wieder einmal komplett umstellen… Nunmehr das 4te mal seit 2.1. einhergehend damit erkannte google das schön lange und Versuch nun vermehrt auf chrome so umzuschwenken… Den nun kommt’s:
    Alle Apps funktionieren nicht mehr auf 5.0…(!)….

  4. P.s. Schöne Androide welt die im Gründe Ziel und planlos sich die Entwicklung nun sogar per werbe Namen finanzieren muss…. Lächerlicher geht nicht mehr, wenn man Dich die Zukunft anschaut……

  5. Die schlaue Martina, Ich wette du hast wieder Insider Informationen von den Männern in schwarzen Anzügen?

    Du weißt also schon welche Veränderungen in der neuen Software drinnen ist (kitkat) was noch nichtmal vorgestellt wurde.. Nur zur Info, das nächste mal wenn du alles schlecht reden willst warte ab bis es offiziell rauskommt, dann sind deine Aussagen wenigstens etwas glaubwürdig.

    Andere sache: wenn die spiele jetzt auf 64 Bit erstellt werden heißt das auf gut deutsch, alle iphones bis 5c werden Bei Spielen laggen ohne ende? Oder irre Ich mich da?

  6. Lieber Pat, die ARM Version des neuen Chips bedeutet abwärtskompatible
    Zweitens ist im Code noch lange kein 64 Bit und drittens du neunmal kluger
    Geehrter Jung panäler, ich habe die Beta hier rumfliegen zum Coden, den damit
    Verdien ich im Gegensatz zu Dir meine Kohle, wehrtet Herr vorlaut.

  7. P.s. Ich sprach von 5.0 Android und ja stell Dir vor es gibt in der Berufswelt sowas wie eine roadmap und ein Feature Set damit die Entwickler, die so süße Apps schreiben, um dich zu erfreue , es meistens schon 6-7 Monate vorher wissen, den mein süßer kleiner Stänkerer, eine App. Ist nicht wie am lollipops Lutschen, das ist harte Arbeit und dauert, bis es so aussieht das selbst du damit umgehen kanst, Kuss martina

  8. Ach komm Martina erzähl doch nicht immerhin ein Müll..
    Also die größte Android hasserin die Ich kenne erstellt apps für Android? Bestimmte Entwickler erhalten den Code schon früher um ihre apps anzupassen, aber nicht jeder depp der ne billig app reinstellt. Wo wären wir den dann? Es würde nicht bis zum Schluss spekuliert was kommen kann etc. Sondern einfach mal nen x beliebigen Entwickler fragen, der hat den Code ja schon seit 6 Monaten… Glaubst du eigentlich selber was du da schreibst? Oder hast du 3 Persönlichkeiten? erste Persönlichkeit: Ein Apple verrückter der alles scheiße redet was nicht von Apple kommt und sogar verschimmelten Brot kaufen würde wenn da ein Apfel drauf ist, zweite Persönlichkeit: eine Frau die geheime Insider Informationen von Männern in schwarzen Anzügen erhält (waren das die von Men in Black?) und dritte Persönlichkeit: eine weltweit führende Entwicklerin die schon 6 Monate früher geheime Codes erhält um ihre weltbekannten apps anzupassen..?
    So Kommst dünner rüber, lese schon lange deine Kommentare und finde die immer nur lustig.

    Zurück zum Thema, wie schon von anderen geschrieben, 1gb RAM und 64-Bit.. Naja das ergibt nicht soviel Sinn. Alle hätte gleich 2 oder 3 GB rein tun können, wäre kein Ding der unmöglich gewesen, und wäre wirklich was für die Zukunft.

  9. Danke für den tollen Beitrag. Das war toll erklärt.
    Und lasst endlich Martina in Ruhe. Sie schreibt adäquate Kommentare. Guter und sachlicher Inhalt mit leichter [ :-) ] Neigung zu Apple. Find ich gut ist ihre Meinung

  10. Tja so is das halt in der PC Welt andauernd alles Updaten :D

  11. @Pat ich weiss zufällig das Du eine App von mir nutzt ;) und deine Beleidigungen sind sehr schwer hin nehmbar. Da es dir stinkt das ich Apple mag, mag ich es jetzt um so mehr, und meine Essen sind meist sehr gehaltvoll…. Deine anscheinend nicht …

    Es macht weiterhin keinen Sinn mehr RAM rein zusetzen, und ich finde ganz treffend im Bericht geschrieben, es ist eine Vorbereitung auf das IP6 und dann echten Nativen 64Bit Apps die eben durch die verdammt schnelle gleitkomma berechnung und die damit verbundene verbesserung der Polygone (für pat alle Grafiken sind aus dreieickchen gebaut, weiste pythagoras und so .. kommt noch in der schul‘) Berechnung. Damit einhergehend sind die Grafik engines der nun kommenden 12 Monate besser darauf ausrichtbar und haben somit auch ein feuerwerk an Möglichkeiten die da auf uns zukommen, btw, 3D benötigt zur Darstellung auch etwas derartiges-> siehe Nintendo 3DS … mehr darf ichnicht verraten, sonst meint der pat sogar ich wäre der PAPST ;))))

  12. Im Text ist ein Fehler, mit 32Bit können bis zu 4GB Speicher adressiert werden, mit 64Bit kann Speicher größer 4GB adressiert werden.

  13. Zitat Pat :

    Andere sache: wenn die spiele jetzt auf 64 Bit erstellt werden heißt das auf gut deutsch, alle iphones bis 5c werden Bei Spielen laggen ohne ende? Oder irre Ich mich da?

    Der Instruction Set des ARMv8 um dedizierte Register innerhalb der CPU/CoProzessor und RAM anzusprechen basiert auf den ARMv7 Set und ist kompatible. Der ARMv8 emuliert ohne latenz und mühe somit ein ARMv7. Umgekehrt bedeutet es das Du nur wenige Subroutinen neu schreiben musst, um die Spiele Kompatible zu halten, da das COCOA Set und IOS Begriffe diese durch einen schon vorhandenen kompatiblen abfrage set definieren. Dies führt dazu das 64Bit Routinen nur dann starten wenn du auch 64Bit hast, ansonsten nicht. Ein ruckeln ist somit ausgeschlossen, aber in der Zwischenzeit werden Apps dadurch zwangsläufig etwas grösser. Dear Monsieur Pat – beantwortet!

  14. @Martina: schau mal in den Artikel ‚iPhone 5s Start: Ein Fan in Tokyo wartet bereits vor dem Apple Store!
    Veröffentlicht am September 12th, 2013
    Geschrieben von: Daniel‘
    Ich hatte da eine Frage formuliert

  15. Zitat Chris :

    Im Text ist ein Fehler, mit 32Bit können bis zu 4GB Speicher adressiert werden, mit 64Bit kann Speicher größer 4GB adressiert werden.

    Das ist jedoch korrekt wenn man nicht im LPAE Mode ist.
    ARMv7 können bis zu 4GB Adressieren, davon sind jedoch nur 2GB maximal mappable, der rest wird als DRAM genutzt um Auslagerungen und Cache zu bewerkstelligen. IM LPAE Mode kann soagr bis zu 1024GB RAM adressiert werden da hier virtuell 40Bit emuliert wird…was 1024GB entspricht.

  16. p.S.: wir vergessen immer wieder das IOS einen UNIX Kernel hat der von haus aus auf 64Bit ausgelegt ist und war. Jetzt haben wir erstmalig also das vergnügen IOS voll auszufahren. Aber auch ein anderer im bericht erwähnter Aspekt ist sehr wichtig: OS X könnte auf einem iPhone laufen ;) wenn die ARMv8 instructions sets passen würden sodas der Kernel die CPU ansprechen kann und damit rechnet… Würde also Apple einen ARv8 Chip in ein Macbook verfrachten und OS X demenstprechend kompatible machen wäre eine Hochzeit zum neuem OS A (all) fällig ;) Ein Betriebssystem für alle Devices…. ich wage zu behaupten das dies der letzte Traum von Steve Jobs war…

  17. Zitat Martina :

    Zitat Pat :

    Andere sache: wenn die spiele jetzt auf 64 Bit erstellt werden heißt das auf gut deutsch, alle iphones bis 5c werden Bei Spielen laggen ohne ende? Oder irre Ich mich da?

    Der Instruction Set des ARMv8 um dedizierte Register innerhalb der CPU/CoProzessor und RAM anzusprechen basiert auf den ARMv7 Set und ist kompatible. Der ARMv8 emuliert ohne latenz und mühe somit ein ARMv7. Umgekehrt bedeutet es das Du nur wenige Subroutinen neu schreiben musst, um die Spiele Kompatible zu halten, da das COCOA Set und IOS Begriffe diese durch einen schon vorhandenen kompatiblen abfrage set definieren. Dies führt dazu das 64Bit Routinen nur dann starten wenn du auch 64Bit hast, ansonsten nicht. Ein ruckeln ist somit ausgeschlossen, aber in der Zwischenzeit werden Apps dadurch zwangsläufig etwas grösser. Dear Monsieur Pat – beantwortet!

    Liebe Martina, nach diesem technischen Kommentar brauche ich eine Atemübung. Melde mich bald wieder…

  18. So jetzt habe ich wieder Luft in den Lungen.
    Martina, sag mir bitte, dass ich deine technische Erklärung als Normal-User nicht verstehe muss. Nicht das sich irgendwelche Komplexe breitmachen und dauerhaft einnisten. ;-)

  19. Wieviel RAM wird denn der A7-Chip haben, bzw. wann wird es bekannt gegeben?
    erst am 9/20??

  20. @Martina meinste wirklich 1024GB und net 1024MB ?? :D

  21. @Martina: hast Du echt Pou erfunden? (Zitat:“@Pat ich weiss zufällig das du eine App von mir nutzt“)

  22. Die geheimnissvolle Martina, ein kluges schlagkräftiges humorvolles Persönchien ohne durchschaubarer Identität.
    Und ewig viele Feinde die ihr nicht das Wasser reichen können. Kein Troll, kein Hater, niemand. Lustig :D.

  23. just Apple iPhone ;)

    Martina du bist die Beste! Scheiß auf die anderen hater :*

    Ich stehe voll hinter dir und Apple

  24. @ Dan

    Das sagt Frau Merkel auch immer „Ich steh voll hinter ihm“ :-)

    Das Ergebnis kennen wir dann.

    Besser : Ich stehe vor Ihr…….. (beschützend)

    In diesem Sinne einen schönen Morgen.

  25. Zitat Lukas :

    @Martina meinste wirklich 1024GB und net 1024MB ?? :D

    Nein ich meinte 1024GB. ARM Chips sind nicht nur in Handies in Verwendung mein Bester ;)

    Martina, sag mir bitte, dass ich deine technische Erklärung als Normal-User nicht verstehe muss. Nicht das sich irgendwelche Komplexe breitmachen und dauerhaft einnisten. ;-)

    Das Du Komplexe bekommst wäre schade, also bekommst du ein fettes: Ne musst Du nicht lieber Joe :D .D ,D
    Einen schönen 64Bit Morgen ;) …

  26. P.S.: Die meisten Samse und Androiden wissen gar nicht das in den Handies exact die selbe Architektur von ARM werkelt ob Snapdragon oder Exynos.. alles ARM ;) eben leider noch nicht ARMv8 = 64Bit ;)

  27. Oh Martina! Achte doch mal auf deine Rechtschreibung! Das is ja ein Graus, das zu lesen!

  28. Hee Tom — denke das ist unerheblich, bei soviel Hintergrundwissen.
    Schon bei uns in der Schule waren die Mathe und Technikgenies die darin Top-Noten hatten, mit der Rechtschreibung hinterher. — Aber für ihre Talente war das auch nicht besonders wichtig. – Und hier in einem Forum finde ich die dauernden Hinweise auf Rechtschreibung irgendwie auch etwas daneben.

  29. Zitat Tom :

    Oh Martina! Achte doch mal auf deine Rechtschreibung! Das is ja ein Graus, das zu lesen!

    Martina hat hier schon mehrmals erwähnt, dass sie erst seit 2 Jahren die deutschen Sprache lernt. Also, bitte…

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