64bitと32bitって何を意味するの？

64bitや32bitという言葉を聞いたことがあるかもしれません。
今回はこれが何を意味するのか、学習していきましょう。

64bitや32bitの意味

この数字は1回に扱える情報量を意味し、64bitなら2の64乗の情報が扱えます。
具体的な数字を示すなら、次のようになりますね。

りさ

とんでもない大きさですね。本当に64bitも必要なんですか？

管理人

必要だよ。それをハードウェアとソフトウェアの両方から説明するから聞いてね。

ハードウェアとの関係

CPUに関連します。CPUにはレジスタと呼ばれるデータを扱う空間があり、この空間のサイズがbitで表現されます。
つまり64bitであればレジスタのサイズは64bit、32bitならレジスタは32bitです。

では、このレジスタのサイズは何に影響を及ぼすのでしょうか？

それは1回の処理で扱える情報量の差です。前提として、CPUのbit数を超える情報量を同時に扱うことは不可能です。
仮に32bitのCPUで64bitの情報を扱う場合は2回の処理が必要になります。当然、処理を1回で完了できる64bitのほうが理論的にも早いと言えるでしょう。

現在は組み込み系も含めるなら64bit、32bit、16bit、8bitのCPUが利用されます。
ただ、コンピュータに限れば32bitは消滅しつつあり、ゆくゆく全てが64bitになるでしょう。

POINTCPUはレジスタのサイズを超える情報量を同時に扱えない。

ソフトウェアとの関係

主にOS。一応はその上で動作するアプリケーションにも関連します。

前提として知って欲しいのは、64bitのCPUを使った場合は64bitのOSしか動かず、32bitなら32bitのOSしか動きません。
これは誤解に繋がるかもしれませんが、今はそういう理解をしてください。後の説明で補足します。

管理人

では、64bitのOSの何がいいのでしょうか？

りさ

さっきの話だと処理が早いんじゃないの？

管理人

そこだけじゃないんだ。32bitのOSには致命的な欠点があるよ。
RAMをアドレス空間って概念で識別するんだけど、32bitだと最大でも4GB程度になるんだ。

りさ

たったの4GB？！ それ以上はどうなるんですか？

管理人

扱えないよ。仮に搭載したところで無駄になる。昨今、4GBのPCなんてミジンコ程度。江戸時代の遺産だよ。

りさ

言いかた...

POINT64bitのほうが利用できるRAMのサイズが大きい。

互換性

これまでCPU、OS、OS上のアプリケーションとの関連を説明しましたが、実はこれ、全てが同じbitでないと動作しません。
マジ？と思うかもしれませんがコンピュータの仕組み上はそうなります。

しかし、すでに64bitへの移行が済んだ現在ならまだしも、移行前の話として「明日から64bitになるからよろしく！」で全てが使えなくなったら不便すぎます。
これを解決するために各社メーカーが努力を重ね、CPUやOSに下位互換が搭載されてるんです。それ故、bit数の違いを意識しなくても動きます。

あとがき

Windows11も32bit対応をやめて64bitのみに絞りました。これはメーカーからの1つの宣言です。
32bitは終焉、コンピュータは64bitの時代だと。もしかしたら遥か未来、128bitを利用する日も来るかもしれませんね。

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