64位处理器

要实现真正意义上的64位计算，光有64位的处理器是不行的，还必须得有64位的操作系统以及64位的应用软件才行，三者缺一不可，缺少其中任何一种要素都是无法实现64位计算的。在64位处理器方面，Intel和AMD两大处理器厂商都发布了多个系列多种规格的64位处理器；而在操作系统和应用软件方面，情况不容乐观。因为就2013年来说，为64位CPU专门设计的应用程序是少之又少的。它的优点在于它可以完全兼容32位应用程序，而且64位在若干年之后必定成为主流。缺点是易用性和通用性不高，一个明显的例子就是各种硬件设备的驱动程序不完善，而且64位的应用软件还很少。所以无法使用一些硬件，即使用操作系统自带的驱动程序勉强运行，性能也会大大的降低。所以如果想体验64位处理器，最好的选择是windows7或者windows8而windowsXP*64已经很少有了。

主流技术

有AMD公司的AMD64位技术、Intel公司的EM64T技术、和Intel公司的IA-64技术。其中IA-64是Intel独立开发，不兼容传统的32位计算机，仅用于Itanium（安腾）以及后续产品Itanium2，一般用户不会涉及到，因此这里仅对AMD64位技术和Intel的EM64T技术做一下简单介绍。

AMD64位技术

AMD64的位技术是在原始32位X86指令集的基础上加入了X86-64扩展64位X86指令集，使这款芯片在硬件上兼容原来的32位X86软件，并同时支持X86-64的扩展64位计算，使得这款芯片成为真正的64位X86芯片。这是一个真正的64位的标准，X86-64具有64位的寻址能力。

X86-64新增的几组CPU寄存器将提供更快的执行效率。寄存器是CPU内部用来创建和储存CPU运算结果和其它运算结果的地方。标准的32-bitx86架构包括8个通用寄存器（GPR），AMD在X86-64中又增加了8组（R8-R9），将寄存器的数目提高到了16组。X86-64寄存器默认位64-bit。还增加了8组128-bitXMM寄存器（也叫SSE寄存器，XMM8-XMM15），将能给单指令多数据流技术（SIMD）运算提供更多的空间，这些128位的寄存器将提供在矢量和标量计算模式下进行128位双精度处理，为3D建模、矢量分析和虚拟现实的实现提供了硬件基础。通过提供了更多的寄存器，按照X86-64标准生产的CPU可以更有效的处理数据，可以在一个时钟周期中传输更多的信息。

EM64T技术

Intel官方是给EM64T这样定义的：EM64T全称ExtendedMemory64Technology，即扩展64bit内存技术。EM64T是IntelIA-32架构的扩展，即IA-32e（IntelArchitectur-32extension）。IA-32处理器通过附加EM64T技术，便可在兼容IA-32软件的情况下，允许软件利用更多的内存地址空间，并且允许软件进行32bit线性地址写入。EM64T特别强调的是对32bit和64bit的兼容性。Intel为新核心增加了8个64bitGPRs（R8-R15），并且把原有GRPs全部扩展为64bit，如前文所述这样可以提高整数运算能力。增加8个128bitSSE寄存器（XMM8-XMM15），是为了增强多媒体性能，包括对SSE、SSE2和SSE3的支持。

Intel为支持EM64T技术的处理器设计了两大模式：传统IA-32模式（legacyIA-32mode）和IA-32e扩展模式（IA-32emode）。在支持EM64T技术的处理器内有一个称之为扩展功能激活寄存器（extendedfeatureenableregister，IA32_EFER）的部件，其中的Bit10控制着EM64T是否激活。Bit10被称作IA-32e模式有效（IA-32emodeactive）或长模式有效（longmodeactive，LMA)。当LMA=0时，处理器便作为一颗标准的32bit（IA32）处理器运行在传统IA-32模式；当LMA=1时，EM64T便被激活，处理器会运行在IA-32e扩展模式下。

AMD方面支持64位技术的CPU有Athlon64系列、AthlonFX系列和Opteron系列。Intel方面支持64位技术的CPU有使用Nocona核心的Xeon系列、使用Prescott2M核心的Pentium46系列和使用Prescott2M核心的P4EE系列。

1961年：IBM发表IBM7030Stretch超级电脑。它使用64位数据字组，以及32或64位的指令字组。

1974年：ControlDataCorporation推出CDCStar-100矢量超级电脑，它使用64位字组架构（先前的CDC系统是以60位架构为基础）。

1976年：CrayResearch发表第一台Cray-1超级电脑。它以64位字组架构为基础，它成为后来的Cray矢量超级电脑的基础。

1983年：Elxsi推出Elxsi6400平行微型超级电脑。Elxsi架构具有64位数据暂存器，不过地址空间仍是32位。

1991年：MIPS科技公司生产第一台64位微处理器，作为MIPSRISC架构R4000的第三次修订版本。该款CPU使用于以IRISCrimson启动的SGI图形工作站。然而，IRIX操作系统并未包含对R4000的64位支持，直到1996年发布IRIX6.2为止。KendallSquareResearch发表他们的第一台KSR1超级电脑，以专有的运行于OSF/1的64位RISC处理器架构为基础。

1992年：DigitalEquipmentCorporation（DEC）引入纯64位Alpha架构，其诞生自PRISM专案。

1993年：DEC发布64位OSF/1AXP类Unix操作系统（后来改名为Tru64UNIX）和OpenVMS操作系统给Alpha系统。

1994年：Intel宣布64位IA-64架构的进度表（与HP共同开发）作为其32位IA-32处理器的继承者。以1998–1999推出时间为目标。SGI发布IRIX6.0，即支持64位的R8000CPU。

1995年：Sun推出64位SPARC处理器UltraSPARC。富士通所有的HAL电脑系统推出以64位CPU为基础的工作站，HAL独立设计的第一代SPARC64。IBM发布64位AS/400系统，能够转换操作系统、数据库、应用程序的升级。DEC发布OpenVMSAlpha7.0，第一个全64位版本的OpenVMSforAlpha。

1996年：HP发布PA-RISC处理器架构的64位2.0版本的实现PA-8000。任天堂引入Nintendo64电视游戏主机，以低成本的MIPSR4000变体所打造。

1997年：IBM发布RS64全64位PowerPC处理器。

1998年：IBM发布POWER3全64位PowerPC/POWER处理器。Sun发布Solaris7，以完整支持64位UltraSPARC。

1999年：Intel发布IA-64架构的指令集。AMD首次公开64位集以扩充给IA-32，称为x86-64（后来改名为AMD64）。

2000年：IBM推出他自己的第一个兼容ESA/390的64位大型机zSeriesz900，以及新的z/OS操作系统。紧接着是64位LinuxonzSeries。

2001年：Intel终于推出他的64位处理器产品线，标记为Itanium，主打顶级服务器。它无法满足人们的期待，因一再拖延IA-64市场而导致失败。Linux是第一个可运行于该处理器的操作系统。

2002年：Intel引入Itanium2作为Itanium的继承者。

2003年：AMD产出他的AMD64架构Opteron以及Athlon64处理器产品线。苹果也推出了64位“G5”PowerPC970CPUcourtesyofIBM，并连同升级他的MacOSX操作系统，其增加对64位模式的部分支持。若干Linux发布版本发布对AMD64的支持。微软宣布将为AMD芯片创建新的Windows操作系统。Intel坚持Itanium芯片仍维持只有64位的处理器。

2004年：Intel承认AMD在市场上的成功，并着手开发AMD64延伸的替代品，称为IA-32e，稍后改名为EM64T。升级版本的Xeon和Pentium4处理器家族支持了新推出的指令。Freescale宣布64位e700core，以继承PowerPCG4系列。VIATechnologies宣布64位的Isaiah处理器。

2005年：Sun于1月31日发布支持AMD64和EM64T处理器的Solaris10。3月，Intel宣布他的第一个双核心EM64T处理器PentiumExtremeEdition840和新的PentiumD芯片将于2005第二季推出。4月30日，微软公开发布提供给AMD64和EM64T处理器的WindowsXPProfessionalx64Edition。5月，AMD引入他的第一个双核心AMD64Opteron服务器CPU，并宣布其桌面型版本，称为Athlon64X2。将原本的Athlon64X2(Toledo)处理器改为两个核心，并为每个核心的L2配上1MB高速缓存，以大约2.332亿个晶体管组成。它有199mm²那么大。7月，IBM宣布他最新的双核心64位PowerPC970MP(codenamedAntares)，由IBM和Apple使用。微软发布Xbox360游戏主机，其使用由IBM生产的64位、三核心XenonPowerPC处理器。

2006年：双核心MontecitoItanium2处理器进入生产。Sony、IBM、Toshiba开始生产用于PlayStation3、服务器、工作站以及其它应用的64位Cell处理器。苹果公司在新的MacPro和IntelXserve电脑中采用64位EM64TXeon处理器，稍后更新iMac、MacBook、MacBookPro使用EM64TCore2处理器。

两大优点

可以进行更大范围的整数运算；

可以支持更大的内存。

误区

不能因为数字上的变化，而简单的认为64bit处理器的性能是32bit处理器性能的两倍。实际上在32bit应用下，32bit处理器的性能甚至会更强，即使是64bit处理器，也是在32bit应用下性能更强。所以要认清64bit处理器的优势，但不可迷信64bit。

简述

所谓64位的电脑，就是指这台电脑使用了64位的CPU，相比较32位的CPU来说，64位CPU最为明显的变化就是增加了8个64位的通用寄存器，内存寻址能力提高到64位，以及寄存器和指令指针升级到64位等。”

寄存器：为了处理数据，暂时储存结果，或者做间接寻址等等动作，每个处理器都具备一些内建的内存，这些能够在不延迟的状态下存取的内存就称为寄存器。

32位的处理器为什么会比64位处理器的性能差很多，这其实是一个受虚拟和实际内存尺寸的限制影响。主流的32位处理器在性能执行模式方面存在一个严重的缺陷：当面临大量的数据流时，32位的寄存器和指令集不能及时进行相应的处理运算。”

所谓32位处理器就是一次只能处理32位，也就是4个字节的数据，而64位处理器一次就能处理64位，即8个字节的数据。如果我们将总长128位的指令分别按照16位、32位、64位为单位进行编辑的话：旧的16位处理器，比如Intel80286CPU需要8个指令，32位的处理器需要4个指令，而64位处理器则只要两个指令，显然，在工作频率相同的情况下，64位处理器的处理速度会比16位、32位的更快。而且除了运算能力之外，与32位处理器相比，64位处理器的优势还体现在系统对内存的控制上。由于地址使用的是特殊的整数，而64位处理器的一个ALU（算术逻辑运算器）和寄存器可以处理更大的整数，也就是更大的地址。传统32位处理器的寻址空间最大为3.2G，使得很多需要大容量内存的数据处理程序在这时都会显得捉襟见肘，形成了运行效率的瓶颈。而64位的处理器在理论上则可以达到1800万个TB，1TB等于1024GB，1GB等于1024MB，所以64位的处理器能够彻底解决32位计算系统所遇到的瓶颈现象，速度快人一等，对于那些要求多处理器可扩展性、更大的可寻址内存、视频/音频/三维处理或较高计算准确性的应用程序而言，AMD64处理器可提供卓越的性能。

现状

发展的趋势是64位所以大部分双核处理器都是64位的，但是也有32位双核的处理器比如YonahCoreDuo就是32位双核处理器但是Core2Duo就是64位的处理器。

直至2007年，64位字组似乎已满足大部分的运用。不过仍应提到，IBM的System/370及后继者使用128位浮点数，且许多现代处理器也内含128位浮点数暂存器。System/370及后继者尤其显著，在这方面，他们也使用多达16位组的可变长度十进制数（即128位）。