Emulator
Ein Emulator ist ein Programm, das einen anderen Computer oder ein anderes Gerät nachbildet, sodass dessen Software auf einer fremden Maschine läuft. So lassen sich alte Spielkonsolen, Handys oder ganze Rechnerarchitekturen auf einem normalen PC ausführen.
Programme sind fast nie überall lauffähig. Sie werden für ein bestimmtes Gerät geschrieben und passen nur zu dessen Bauteilen. Ein Spiel für eine alte Konsole erwartet genau deren Chips, und auf einem normalen PC startet es deshalb nicht. Ein Emulator löst dieses Problem: Er ist ein Programm, das das fremde Gerät Schritt für Schritt nachbildet. Für die alte Software sieht es dann so aus, als liefe sie auf der ursprünglichen Maschine. In Wirklichkeit rechnet der PC alles nach und tut nur so, als wäre er die Konsole.
Wozu man alte Geräte nachbaut
Der bekannteste Grund ist die Bewahrung. Hardware geht kaputt, Ersatzteile werden knapp, und irgendwann gibt es keine funktionierenden Geräte mehr. Software wäre dann verloren, obwohl sie technisch noch vollständig vorhanden ist. Museen und Archive setzen Emulatoren ein, damit Spiele und Programme aus den 1980er-Jahren weiter startbar bleiben.
Der zweite Grund ist die Entwicklung. Wer eine App für Smartphones schreibt, will sie nicht nach jeder kleinen Änderung auf ein echtes Gerät übertragen. Die Entwicklungsumgebungen von Android und Apple bringen deshalb Emulatoren mit, die ein Handy auf dem Bildschirm des Entwicklers simulieren. So lassen sich Dutzende Bildschirmgrößen und Systemversionen testen, ohne die Geräte tatsächlich zu besitzen.
Ein dritter Grund betrifft Unternehmen und Behörden. Dort laufen manchmal noch Programme aus den 1990er-Jahren, die niemand neu schreiben kann oder will. Statt die alte Hardware ewig zu warten, lässt man sie in einem Emulator auf moderner Technik weiterlaufen. Das ist oft billiger und sicherer als ein kompletter Neubau.
Chips als Software nachgebaut
Im Kern liest ein Emulator die Befehle des alten Programms und übersetzt sie in Befehle, die der aktuelle Prozessor versteht. Ein Prozessor kennt nur eine bestimmte Befehlssprache, seinen sogenannten Befehlssatz. Der Emulator liest jeden fremden Befehl, überlegt, was er bewirken soll, und führt das Passende aus. Dazu bildet er auch den Arbeitsspeicher, den Grafikchip und den Tonchip des Originals nach.
Diese Übersetzung kostet Rechenzeit. Ein einzelner Befehl der alten Maschine kann auf dem neuen Rechner Dutzende Schritte auslösen. Faustregel: Ein Emulator braucht deutlich mehr Leistung als das Gerät, das er nachbildet. Deshalb liefen Konsolen der 1990er-Jahre erst Jahre später flüssig auf PCs. Moderne Emulatoren nutzen einen Trick namens Just-in-Time-Übersetzung: Sie übersetzen ganze Codeblöcke einmal und merken sich das Ergebnis.
Wichtig ist die Abgrenzung zur Virtualisierung. Bei einer virtuellen Maschine läuft ein zweites Betriebssystem auf derselben Art von Prozessor, die Befehle werden also direkt weitergereicht. Emulation dagegen bildet fremde Hardware nach und muss übersetzen. Ein weiterer Nachbar ist die Simulation: Sie ahmt nur das Verhalten nach, ohne die inneren Abläufe exakt zu kopieren. Ein Emulator soll dagegen möglichst genau dasselbe Ergebnis liefern wie das Original, bis hin zu dessen Fehlern.
Vom Retro-Spiel bis zum Apple-Umstieg
Am häufigsten begegnet man Emulatoren bei alten Videospielen. Nintendo, Sony und Sega verkaufen Klassiker über eigene Onlinedienste, und dahinter steckt fast immer ein Emulator. Daneben gibt es freie Projekte, mit denen sich Spiele auf dem PC starten lassen. Das Programm selbst ist in vielen Ländern legal, das Kopieren der Spiele ohne Erlaubnis meist nicht.
Ein großes Beispiel aus der Industrie war Apples Wechsel der Prozessoren im Jahr 2020. Die neuen Mac-Chips verstanden die alte Befehlssprache nicht mehr. Apple lieferte deshalb Rosetta 2 mit, eine Übersetzungsschicht für ältere Programme. Viele Nutzer merkten davon nichts, weil die Übersetzung im Hintergrund lief.
Auch in der KI-Welt taucht der Begriff auf. Chips für KI-Berechnungen werden zuerst als Software-Modell gebaut und getestet, lange bevor das echte Silizium existiert. Ein verbreiteter Irrtum ist übrigens, ein Emulator mache ein Gerät schneller. Das Gegenteil stimmt: Er kostet Leistung. Schneller wirkt es nur, weil der heutige Rechner ohnehin viel stärker ist als das nachgebildete Original.