Lexikon: Was bedeutet Kernel, ARM und Co?

In der aktuellen Berichterstattung um Microsoft und Windows 10 tauchen immer wieder die gleichen Begriffe auf. Nicht alle können damit immer etwas anfangen, diesen soll der folgende Text helfen. Die Thematik wird dabei bewusst nur angekratzt um ein Verständnis des Inhaltes sicherzustellen. Hierbei geht es nur darum, was hinter den Begriffen steht und eine grundlegende Erklärung der Bedeutung für ein System.

Kernel

Der Kernel ist, wie der Name vermuten lässt der Kern des Betriebssystems. Er handelt ganz unten an der Basis. Beim Start des PC’s wird dieser zuallererst in den Speicher geladen, dort bleibt er auch die ganze Zeit. Während des Betriebs „verwaltet“ der Kernel sämtliche Prozesse, weißt dem Prozessor diese zu und läd grundlegende Treiber.

Microsofts „One Core“-Philosophie greift auch beim Kernel. Das gesamte Windows 10 Ökosystem greift auf den gleichen Kernel zu.

ARM und x86

Die beiden wohl am häufigsten genannten Begriffe momentan. Mit ARM oder x86 wird die Architektur des Prozessors und dessen Befehlssatz (mögliche Befehle) beschrieben.

Sowohl die ARM- als auch x86-Architektur sind schon lange im Einsatz und wurden nur in Einzelheiten dem technischen Fortschritt angepasst. So lag x86 anfangs ein 16 Bit System und bei ARM ein 32 Bit System zugrunde. Inzwischen können beide 64 Bit.

ARM-Prozessoren werden aufgrund des effizienteren Befehlssatzes bevorzugt bei Mobilgeräten wie Smartphones und Tablets eingesetzt. Dafür ist die x86-Architektur leistungsstärker. Allerdings häufen sich ja die Spekulationen um ein Surfacephone mit x86-CPU. Bis dahin kann man grob sagen: ARM = Mobil, x86 = Laptop/PC

32 oder 64 Bit Systeme

32 und 64 Bit, das hat wohl jeder schon einmal gehört. Aber nicht jeder kann etwas damit anfangen. Diese beiden Zahlen beschreiben zuallererst nur die Breite eines Datenwortes im System. Ein Datenwort kann man als kleinste Einheit, die ein Prozessorkern in einem Takt bearbeitet, beschreiben. Für uns ist dabei interessant, dass ein Datenwort den Arbeitsspeicher addressiert.

Jede Kombination aus zum Beispiel 32 Bits ist dann eine Adresse im Arbeitsspeicher. Man kommt somit auf  2^32=4.294.967.296 verschiedene Kombinationen, also ca. 4Gb ansprechbare Adressen. Diese 4Gb kommen vielleicht einigen von euch bekannt vor, denn ältere Windowsversionen unterstützten maximal 4Gb Arbeitsspeicher. Der Grund dafür ist eben die Anzahl der Adressen. Mit einigen aufwendigen Tricks ist es möglich den unterstützten Arbeitsspeicher zu erhöhen, jedoch kann einzelnen Prozessen nicht mehr als 4Gb zugewiesen werden.

64 Bit Systeme nutzen 64 Bit lange Datenwörter und können so 2^64=1.8446744*10^19 Adressen ansprechen. Das sind ca 18,4 Exabyte (1 Exabyte ist eine Milliarde Gigabyte). Momentan ist somit der maximal unterstützte Arbeitsspeicher durch das System begrenzt, Windows 10 unterstützt momentan bis zu 512 Gb Arbeitsspeicher.

Somit sind Forderungen nach 128 Bit Systemen momentan hinfällig. Bis 64 Bit voll ausgenutzt werden, dauert es noch ein paar Jahre, es gibt noch nicht mal Festplatten, die Speicherkapazitäten im Exabytebereich haben.

Dieser Artikel ist teilweise ein Meinungsartikel und muss nicht mit der Meinung der Redaktion übereinstimmen.

Habt ihr weitere Begriffe, die unklar sind? Wir erklären diese gerne.

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