Blog

May 19, 2024

Warum waren PCs auf 640 KB RAM beschränkt (und wie wurde das Problem behoben)?

Nicht genügend Speicher, äh... In den wilden, wilden Tagen der frühen Computerzeit gab es eine Einschränkung, die man durchaus als eine der größten Macken in der Geschichte der Technik bezeichnen könnte. Diese Einschränkung war die

Nicht genügend Speicher, Fehler...

In den wilden, wilden Tagen der frühen Computertechnik gab es eine Einschränkung, die man durchaus als eine der größten Macken in der Geschichte der Technik bezeichnen könnte. Diese Einschränkung war die berüchtigte 640K-Grenze auf PCs. Was war damit los?

Die erste Frage, die man sich stellen sollte, ist, warum PCs auf der Erde jemals auf 640 KB RAM (Random Access Memory) beschränkt waren. Nach heutigen Maßstäben ist das eine dürftige Summe, wo unsere Telefone bedenkenlos mit mehreren Gigabyte prahlen. Reisen Sie jedoch zurück in die frühen 1980er Jahre, dann befinden Sie sich in einer völlig anderen Technologielandschaft.

Der ursprüngliche Personal Computer von IBM, der IBM PC 5150, wurde 1981 eingeführt und war mit einer CPU ausgestattet, die maximal 1 MB adressierbaren RAM zuließ. Aber warum die seltsame 640-KB-Grenze für den System-RAM?

IBM reservierte den verbleibenden Speicheradressraum für andere Zwecke wie ROM (Read-Only Memory) und Hardware-Peripheriegeräte. Angesichts der damals begrenzten Anwendungen und Hardwaremöglichkeiten war dies tatsächlich eine vernünftige Aufteilung.

Bill Gates wurde bekanntermaßen fälschlicherweise mit den Worten zitiert: „640.000 sollten für jeden reichen.“ Obwohl er bestritt, diese Aussage jemals gemacht zu haben, verkörpert sie den Geist einer Ära, in der 640K wie eine riesige Menge an Erinnerungen wirkten. Wer könnte mehr brauchen?

Wie Sie vielleicht nicht schockiert sind zu hören, begann die Software immer komplexer und ausgefeilter zu werden. Spieleentwickler, Unternehmen für Textverarbeitungssoftware und andere kreative Köpfe waren verzweifelt und sehnten sich nach mehr Speicher.

Plötzlich war 640K kein großer Spielplatz mehr; Es war eine klaustrophobische Kiste, und Softwareentwickler spürten den Druck.

Ingenieure und Entwickler betrachteten die Speicherbeschränkung von 640 KB als Herausforderung und entwickelten Wege, um die Einschränkungen der IBM-PC-Architektur zu überwinden.

Expanded Memory Specification (EMS) und Extended Memory Specification (XMS) waren zwei clevere Lösungen, um die 640-KB-Speicherbeschränkung in frühen PCs zu überwinden.

EMS verwendete eine Technik namens „Page Framing“ und „Bank Switching“, bei der zusätzlicher Speicher in Seiten unterteilt und in ein bestimmtes Fenster im oberen Speicherbereich zwischen 640 KB und 1 MB ein- und ausgelagert wurde. Dadurch konnten Programme je nach Bedarf dynamisch auf verschiedene Seiten des Erweiterungsspeichers zugreifen. EMS wurde ursprünglich von Lotus, Intel und Microsoft entwickelt, weshalb es kurz als LIM-Speicher bekannt ist.

XMS hingegen nutzte neuere Prozessoren wie den Intel 80286, der in einem speziellen „geschützten“ Modus den Zugriff auf mehr Speicher ermöglichte. Dieser Ansatz nutzte außerdem einen High Memory Area (HMA) knapp oberhalb der 1-MB-Grenze und verwendete einen Extended Memory Manager, um die Art und Weise zu standardisieren, wie Programme auf diesen zusätzlichen Speicher zugreifen. XMS wurde auch von Lotus, Intel und Microsoft entwickelt.

Der Übergang zu den Intel-Prozessoren 80286 und 80386 mit ihren erweiterten Speicherverwaltungsfunktionen trug dazu bei, die 640-KByte-Grenze zu durchbrechen. Diese Chips ermöglichten den Zugriff auf riesige Speichermengen, die noch vor Jahren undenkbar gewesen wären. Der 80286 konnte im geschützten Modus bis zu 16 MB RAM adressieren, jedoch nicht im Real-Modus, der mit DOS-Anwendungen kompatibel war. Der 80386 könnte in beiden Modi mithilfe einer Technik namens Paging bis zu 4 GB RAM adressieren. Für den Zugriff auf den erweiterten Speicher im Real Mode ist jedoch spezielle Software wie DOS-Extender oder Speichermanager erforderlich.

In den späten 80ern und frühen 90ern entwickelten sich Videospiele von einfachen Sprites zu immersiven Welten. Diese Entwicklung erforderte mehr Speicher. Spiele wie „Doom“ im Jahr 1993, die mindestens 4 MB RAM erforderten, stellten einen kritischen Moment dar, in dem 640 KB nicht mehr ausreichten.

Die Gaming-Industrie wurde zum Katalysator für den technologischen Fortschritt. Spieleentwickler arbeiteten eng mit Hardwareherstellern zusammen, trieben Innovationen voran und erweiterten die Grenzen des Personal Computing. Es war klar, dass mehr RAM nicht nur ein Wunsch, sondern eine Notwendigkeit war, um den wachsenden Ambitionen der Videospielwelt gerecht zu werden.

Es ist schwer, sich eine andere Art von Software vorzustellen, die zu diesem frühen Zeitpunkt auf dem PC-Markt, insbesondere für Heimanwender, solch relativ hohe RAM-Größen rechtfertigte. Sobald Ihr Heim-PC jedoch über RAM für speicherhungrige Spiele verfügte, bedeutete dies, dass Nicht-Spieleentwickler vernünftigerweise mit mehr RAM für ihre eigene Software rechnen konnten. Mit dem 80386 wurde Multitasking möglich und nutzte den verfügbaren Speicher voll aus.

Wir sagen zwar nicht, dass frühe Videospiele der einzige Grund dafür waren, dass wir schnell Lösungen für die Bewältigung und Nutzung von mehr Speicher gefunden haben, aber es besteht kein Zweifel daran, dass clevere Spieleentwickler eine entscheidende Rolle dabei gespielt haben, IBM-kompatiblen Computern dabei zu helfen, dieses Problem zu überwinden Hürde.

Wenn Sie das nächste Mal Ihr Lieblingsspiel oder Ihre Lieblings-Multimedia-Anwendung auf Ihrem hochmodernen Gerät laden, denken Sie einen Moment lang an die Tage zurück, als 640K noch eine Grenze darstellte, und schätzen Sie, wie weit wir gekommen sind. Am wichtigsten ist vielleicht, dass wir nicht vergessen, dass die Technologie uns immer noch überraschen kann. Auch wenn Sie vielleicht nicht glauben, dass wir jemals mehr als die paar Terabyte RAM benötigen werden, die ein moderner Desktop-Computer aufnehmen kann, ist es immer gefährlich, zu sicher zu sein, dass Sie wissen, wann wir weit genug gegangen sind.

Sydney Butler ist ein Technologieautor mit über 20 Jahren Erfahrung als freiberuflicher PC-Techniker und Systembauer. Er ist seit mehr als einem Jahrzehnt in der Benutzerschulung tätig. Bei How-To Geek konzentriert er sich auf die Erstellung von Handelsinhalten mit einfachen Kaufratschlägen und sorgfältig ausgewählten Produktvorschlägen. Sydney begann im Alter von etwa 13 Jahren als freiberuflicher Computertechniker zu arbeiten, bevor er für die Leitung des Rechenzentrums seiner Schule verantwortlich war . (Er veranstaltete auch LAN-Gaming-Turniere, wenn die Lehrer nicht zusahen!) Zu seinen Interessen zählen VR, PC, Mac, Spiele, 3D-Druck, Unterhaltungselektronik, das Internet und Datenschutz. Er hat einen Master of Arts in Forschungspsychologie mit ein Nebenfach in Medien- und Technologiewissenschaften. In seiner Masterarbeit untersuchte er das Potenzial sozialer Medien zur Verbreitung von Fehlinformationen.