32位电脑，64位电脑 86位电脑的基本概念

hanbing

这里的64位技术是相对于32位而言的，这个位数指的是cpu gprs（general-purpose registers，通用寄存器）的数据宽度为64位，64位指令集就是运行64位数据的指令，也就是说处理器一次可以运行64bit数据。64bit处 理器并非现在才有的，在高端的risc（reduced instruction set computing，精简指令集计算机）很早就有64bit处理器了，比如sun公司的ultrasparc ⅲ、ibm公司的power5、hp公司的alpha等。64bit计算主要有两大优点：可以进行更大范围的整数运算；可以支持更大的内存。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，目前情况下也是在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。目前主流cpu使用的64位技术主要有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，不兼容现在的传统的32位计算机，仅用于itanium（安腾）以及后续产品itanium 2，一般用户不会涉及到，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 -bit x86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-bit xmm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extended memory 64 technology，即扩展64bit内存技术。em64t是intel ia-32架构的扩展，即ia-32e（intel architectur-32 extension）。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 32 bit线性地址写入。em64t特别强调的是对32 bit和64 bit的兼容性。intel为新核心增加了8个64 bit gprs（r8-r15），并且把原有grps全部扩展为64 bit，如前文所述这样可以提高整数运算能力。增加8个128bit sse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（legacy ia-32 mode）和ia-32e扩展模式（ia-32e mode）。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（extended feature enable register，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-32e mode active）或长模式有效（long mode active，lma)。当lma＝0时，处理器便作为一颗标准的32 bit（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。目前amd方面支持 64位技术的cpu有athlon 64系列、athlon fx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prescott 2m核心的pentium 4 6系列和使用prescott 2m核心的p4 ee系列。



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Intel 80286 CPU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4GB，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，AMD 64处理器可提供卓越的性能。