16-Bit-Architektur

Unter 16-Bit-Architektur versteht man in der EDV eine Prozessorarchitektur, deren wesentliche Verarbeitungsbreite 16 Bit beträgt. Prozessoren, die eine 16-Bit-Architektur verwenden, werden häufig auch als „16-Bit-Prozessoren“ bezeichnet. Analog dazu werden auch Computerprogramme, die auf eine solche Architektur ausgelegt sind, mit dem Attribut 16-Bit versehen (z. B. „16-Bit-Betriebssystem“ oder „Windows 16-Bit“).

Architekturen

16-Bit-Prozessor

• Der DDP-116 von 1965 aus der Serie 16 von Honeywell gilt als einer der ersten, seine Nachfolger, vor allem der DDP-516 und H316, als erste kommerziell vertriebene 16-Bit-Computer
• Die PDP-11 war der erste 16-Bit-Computer der Digital Equipment Corporation
• Der TMS9900 war der erste 16-Bit-Hauptprozessor von Texas Instruments. Er wurde 1975 zu Serienreife gebracht und ab 1979 in den Heimcomputern TI-99/4 bzw. TI-99/4A verbaut, die allgemein als erste erschwingliche 16-Bit-Heimcomputer gelten
• Die WDC-65816/65802-Prozessoren von Western Design Center sind die 16-Bit-Nachfolger der 8-Bit-6502-Serie von MOS Technology
• Die Intel 8086, 80186 und 80286 der Intel-80x86-Familie waren mit 16-Bit-Registern ausgestattet, die Basisadressen wurden erweitert durch eine Segment-Adressierung und die EMS-/XMS-Standards, sodass sich Speicher bis 1 MB direkt und bis 16 MB über Mapping ansprechen ließ. Ab dem 80386 wurde die x86-Architektur erweitert in eine 32-Bit-Architektur, und ab dem Opteron eine 64-Bit-Architektur
• Die Motorola-Prozessoren 68000 und 68010 der 68000er-Familie waren mit externem 16-Bit-Datenbus und interner 16-Bit-ALU ausgelegt, das Programmiermodell orientierte sich jedoch von Anfang an an einer 32-Bit-Verarbeitung, die in den späteren Modellen dieser Prozessorfamilie voll umgesetzt wurde
• Der TI MSP430 ist ein 16-Bit-RISC-Mikrocontroller der Firma Texas Instruments

Design

Vereinfacht dargestellt bedeutet 16 Bit, dass die Prozessoren durch ihr Design so ausgelegt sind, dass 16 Bit (also 2 Byte) gleichzeitig verarbeitet werden können. Das schließt die Breite der externen und internen Daten- und Adressbusse, die Ausführung des Registersatzes sowie der Recheneinheiten mit ein. Weiterhin findet sich im Befehlssatz meist eine speziell auf 16 Bit angepasste Umsetzung eines Teils der gängigen Adressierungsarten.

Programmiermodell

Die ersten verbreiteten Betriebssysteme wie DOS arbeiteten mit IP16 (small-Model), jedoch wurde hier frühzeitig eine Segmentierung hinzugefügt, so dass auch 16+16-segmentierte Zeiger existierten, die effektiv nur in 32 Bit gespeichert werden können. Analog kann das als LP32 abgekürzt sein, was für die 32-Bit-Architekturen dann übernommen wurde. Die meisten Unix-artigen Systeme wurden in Kompatibilität zu 32-Bit-Architekturen frühzeitig als ILP32-Typmodell aufgefasst, bei der auch der Int-Typ 32-bit ist, obwohl in 16-Bit-Architekturen Programme durch die halbe Wortbreite verlangsamt laufen können.

Einzelnachweise

Prozessorarchitekturen