32bitと64bitって何？Windowsにおいての32bitと64bitの違い、注意点について解説

Pando: GoodData's New Analytics Platform and App Marketplace Pull Hidden Meaning from Digital Marketing Big Dataより引用


今回解説していくのは、パソコンなどコンピューター関係でよく耳にするbitに関する話です。

皆さんのほとんどがスマホやパソコンなどのコンピュータを使っており、このbitというものはそれらに関係する内容です。

この記事では、主にbitとはパソコン、コンピューターでは何を表すのか、何が違うのか、そしてWindowsではこのbit数で気を付けなければいけない部分があるのでそれらについて解説していきます。

目次
  • bitとは
  • 3進数や4進数のコンピューターはないの？
  • CPUにおいてのbit数の違い
  • Windowsでのメモリ容量の制限
  • HDD搭載容量の制限
  • 64bitが断然有利
  • x86と32bit

bitとは



まず、bitとはそもそも何のことなのかについて解説していきます。

bitとはずばり言うと「コンピューターが扱える最小単位」といえます。コンピューターに少し詳しい人であればコンピューターでは数字を扱って計算をしているということを知っていると思います。

この利用している数字が2進数といって0と1で表現されるものでコンピューターでいうところのこの1及び０で構成される桁数がbitという具合です。

1bitは0と1の状態しか持たずそれ以外の2や3という値を持ちません。パソコンなどのコンピューターはこれらの0と1を用いてすべてのものを計算しています。

3進数や4進数のコンピューターはないの？



現在使われているコンピューターはほぼすべて2進数を用いています。ですがなぜ、コンピューターは計算に2進数を用いるのでしょうか、表現できる数が多いほうが良いのではと考える人も多いと思います。

しかし、これには明確な理由があります。コンピューターは0と1とが電圧の違いで表現されています。これはすなわち、3進数や4進数でも電圧の大きさで区切ってしまえば表現できることがわかります。

しかし、3進数や4進数のデータを扱おうとメモリの電圧の区切りをすると問題ができてしまします。それがノイズ等によるメモリのデータが改ざんされるという問題です。

例えば4進数のデータを格納するとすると1V～４Vの間で表現しようとすると0～１Vが０、１～２Vが１、2～３Vが２、3～４Vが３といった具合になります。しかしながら、2進数で表現する場合が0～２Vが０、2～４Vが１といった具合になります。

ここで勘のいい方なら、何が問題であるかがわかったと思います。仮にノイズによって１Vの誤差が生まれた際に4進数の表現方法では値そのものが変わってしまします。しかし、2進数の場合は誤差が出ても電圧の範囲に余裕があるので値自体が変わることはあまりありません。

パソコンなどの機器ではどうしてもノイズが起きてしまします。このようなノイズによって誤差が出てしまっては正常に処理が行えません。よってノイズ等があっても影響を受けにくくシンプルに表現ができる2進数を利用しているのです。

CPUにおいてのbitの違い

Intel crushes Computex with a 28-core chip, a 5GHz 8086K, two new architectures and more | PCWorldより引用

CPUにおいてのbitは表現できる範囲の違いととらえてくれれば大丈夫です。

64bitでは0か1の値を64持つことができ2の64乗の値を表現することができます。

しかし、32bitでは2の３２乗の値しか処理できないため必然的に６４bitのCPUのほうがより高速に処理ができることがわかります。

また、これらの使用できるbit数を決めるのがCPUに用いられている「レジスタ」という記録装置です。このレジスタという記録装置はCPUの中で一番近い記録装置で超高速で動作することができます。このレジスタに保持しておけるデータが何ビットであるかがCPUのbit数を決めることになります。

Windowsでのメモリ容量の制限

ITmedia NEWSより引用


Windowsでは、メインメモリで利用できる量が３２bit版では制限されます。その容量はおよそ3.3GBとされておりメモリを大量に消費するような処理を行う場合は３２bit版OSでは不利になってしまします。

このメモリ容量の制限はWindowsではアドレスの一部をハードウェアIOの制御に用いているためであり、３２bitではこのアドレスの空間が狭いことが3.3GBという容量の制限をしています。

しかし、６４bitでは割り当て可能なアドレスの空間が非常に大きくなることでメモリがほぼ無限に搭載できます。実際には容量に制限がありますが非常に大きな容量なのでしばらくは問題ありません。

HDD搭載容量の制限

GIGAZINEより引用

３２bitはメモリ容量の制限がされている他にHDD等のストレージの容量の制限もあります。

これはWindowsというよりBIOS、UEFIによる制限です。

実際はほぼ無限に搭載できますが、２TBでパーティションを区切らないといけません。そのため３２bitでは単一パーティションでは２TB以上の大容量HDDが搭載しても利用がしにくい状態にあることがわかります。

これはUEFIとBIOSによる制限で最近のPCに搭載されているUEFIでは制限がないので心配する必要はありません。

64bitが断然有利

メモリを多く搭載しなかったりHDDが大容量が必要でない人は３２bitでもいいんじゃないという人も多いと思います。ですが、現在ではほぼすべてのPCが64bitに対応しており、ソフトウェアも64Bitのみ対応のものもいくつかあります。

また、最近のメモリ搭載量は８GBが主流になってきていて32bitではカバーできない状態になっています。このような時代の背景からも64bitOSが有利であることがわかります。

x86と32bit

Intel 80386 (deacademic.com)より引用

これはおまけの豆知識ですが、32bitのことをx86と表現することがあります。これはIntelが昔発売した「80386」というプロセッサによるものであり32bitはx86そして64bitはx64と表現されることがあります。

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