Die 4-GB-Barriere
Aufgrund seiner 32-Bit-Architektur endet die Speicheradressierungsfähigkeit von x86 bei 4 GB. Die x64-Prozessortechnik hingegen kennt dieses Limit nicht und kann bis zu 16 EB (2 hoch 64 = 16 Exabyte) linear adressieren. Aktuelle Windows-x64-Versionen erreichen dieses theoretische Limit allerdings noch nicht: Windows Server 2008 R2 Service Pack 1 unterstützt bis zu 2 TB RAM, und Windows 7 Service Pack 1 schafft bis zu 192 GB.
Gerade das "Knacken der 4-GB-Barriere", der x86 systembedingt unterliegt, trägt zur x64-Popularität bei. Denn angesichts steigender Datenvolumen gibt es immer mehr Szenarien, die mit 4 GB Arbeitsspeicher nicht mehr auskommen und sie profitieren davon, dass sich Dateien komplett in den Arbeitsspeicher laden lassen, ohne dass dafür langwierige Swap-Auslagerungen auf Festplatte erforderlich werden.
Beispiele auf Server-Seite, die von mehr als 4 GB Arbeitsspeicher profitieren können, sind Datenbanken und Branchenanwendungen, Active-Directory-Verzeichnisse größerer Unternehmen sowie die Virtualisierung etwa mit Hyper-V. Doch auch auf Client-Seite reichen 4-GB-Speicher oft nicht aus, etwa wenn es um speicherhungrige Anwendungen etwa zur Bild- und Videobearbeitung sowie um umfangreiche Kalkulationen geht.
Das Verfahren PAE (Physical Address Extension) ermöglicht es x86-Prozessoren zwar, physischen Speicher oberhalb von 4 GB heranzuziehen. Doch PAE arbeitet mit blockweisen Einblendungen hoher Adressbereiche unterhalb der 4-GB-Marke, was sich negativ auf die Performance auswirkt. Zudem ändert PAE nichts daran, dass der virtuelle Adressraum bei x86 systembedingt auf 4 GB begrenzt ist.