立命馆大学每年学费:什么叫做64位处理器

理解64位，就理解了64位处理器

要理解64位处理器，就要明白64bit的意义。首先，我们来看看一个很重要的概念：操作数和指令。“操作数”指的就是等待CPU处理的数据，同时也指这些等待处理的数据所在的内存地址。而指令，就是指CPU通常所处理的指令。我们要说的64位处理器处理的64位指令，不是指这个指令具有64位长，其实是指其操作数最大可达64位。有因必有果，佛家的玄机也能用在理解这个高科技的处理器上。操作数最高可达64位，因此存放操作数的通用寄存器（GPR）也必须是64位的，64位处理器也就有64位的GPR。同样的道理，目前作为主流的32位处理器（如Pentium 4，K7）的GPR就是32位的了。

图1，AMD Athlon 64的测试信息显示支持X86-64

GPR是CPU寻址和地址数据存放的地方。64位处理器的GPR提升到了64位，增加程序员可见寄存器数量（这部分增加的寄存器称之为“寄存器扩展”），因而可供编程者使用的寄存器空间就更大，处理器的寻址能力和地址数据处理能力就会成倍的提高，性能自然机会更强。换句话来说，当64位处理器与32位处理器在处理同一条指令的时候，64位处理器访问内存、完成工作时消耗的等待时间就会更短，能处理的数据会比32位处理器能处理的数据多一倍以上，同时，64位处理器能管理的内存容量也会比32位处理器的高出一倍、甚至是两倍（PowerPC G5能管理8GB容量的内存）。但需要说明的是，这部分寄存器扩展是需要64位操作系统、64位驱动程序以及64位应用程序的配合才能充分发挥其突出的优势，而目前只有Windows XP 64-Bit Edition、Linux和Mac OS X Panther三个64位操作系统，nVIDIA和一些应用程序公司也只是象征式的推出了几个64位的驱动程序和软件，平台支持显得很是可怜。

图2，X86-64的寄存器扩展

三、我们的观点

说到这里，大家肯定意识到，象64位处理器这样的处理能力，目前对于桌面用户来说是没有直接意义上的好处的，毕竟如此高的处理能力和内存容量管理能力没有那个桌面用户能用得上。这也是为什么64位处理器即使推出了，但还不能取代32位处理器主流地位的原因之一。不过，虽然桌面用户用不上64位处理器，但从中却看到了它给我们带来的，是一个处理器架构体系的改变，更多的技术与革新将会在它的牵动下出现。如AMD Athlon 64处理器内置内存控制器就很好的解决了CPU与内存交换数据时的延迟，以及I/O设备与内存共享前端总线所带来的“瓶颈”问题。这些都将给电脑日后的发展提供了新的架构基础，随着电脑的应用不断发展，32位处理器势必不能满足人们对所需，在不久的将来64位处理器也会在技术的发展与厂商的推动下开始普及。

8位处理器、16位处理器、32位处理器和64位处理器，其计数都是8的倍数。它表示一个时钟周期里，处理器处理的二进制代码数。“0”和“1”就是二进制代码，线路上有电信号，则计做1,没有电信号则为0。8位机有8条线路，每个时钟周期有8个电信号，组成一个字节。所以，随8位处理器上升至64位处理器，每个时钟周期传送1个字节到8个字节，关联到时钟速度提高到若干个千兆赫之后，处理器处理信息的能力越来越大。

就是支持64位计算的cpu啊

现在还是32位的天下

因为没有64为操作系统

不过vista出来以后就会改变了

64位技术

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-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。
CPU在单位时间内能一次处理的二进制数的位数叫字长，从386、486直到奔腾系列的CPU都是32位，大多数情况32位计算已经能满足现阶段人们的需要。然而随着互联网等技术的发展，对内存的需求越来越大，比如大型服务器，每秒钟处理的数据量就超过2G，32位就难以满足需求了。

按照以前的习惯，我们把基于80x86的CPU架构称作x86结构，这时Intel公司在1978年发其第一块16位的CPU(5MHz 8086)而开发的，1981年IBM推出的第一台PC中使用的也是x86指令，同时电脑中为提高浮点数据处理能力而加的x87芯片系列数学协处理器则使用x87指令，后来将x86指令集和x87指令集统称为x86指令集。为了保证计算机能够继续运行以往开发的各类应用程序以保护和继续软件资源，后续的CPU(包括大多数第三方处理器厂商)继续使用x86指令集，采用这种指令集的CPU系统被称作x86架构。这种架构有时叫作IA-32(Intel Architecture 英特尔体系结构的32位系统)。

64位数据寻址对于CPU来说并不是最近才有的新技术，比如，Intel公司和HP公司在2001年共同开发的64位处理器Itanium(安腾)处理器以及后来的Itanium2(安腾2)处理器，Sun公司的UltraSparcIII处理器，IBM公司的Power5，Apple公司的G5处理器，Compaq公司的Alpha处理器等。安腾系列处理器采用了全新的架构，放弃了以前的x86架构，以前32位应用程序必须通过一种转换工具把x86指令转为IA64指令才可以执行。而其他基于RISC架构的处理器由于标准没有完全统一，发展较慢。

2003年4月AMD公司推出首款64位处理器，这是一款采用x86兼容架构的64位CPU，它最大的特点就是在支持64位数据寻址的同时，向下兼容32位数据寻址，妥善解决了CPU从32位到64位的过渡和兼容问题，从而掀起了桌面处理器从32位向64位过渡的技术革命。2004年3月，Intel也发布了其首款64位Xeon处理器，它采用EM64T(Intel Extended Memory 64 Technology)技术，同时支持32位和64位运算，在运行64位程序时采用64位工作方式，而在处理32位运算时依然是IA32(即x86)工作结构，这实际上也一起被称为x86-64架构。

和Intel公司相配合，Microsoft公司在IA平台上推出了Windows XP IA64版本。随着x86-64位CPU技术的成熟，2003年 Microsoft 公司推出了一个x86-64位(以下简称x64位)Windows操作系统的测试版本，2005年4月25日在西雅图正式发布了x64位的 Windows，这个系统将同时支持Intel和AMD的x86-64位处理，普通用户可以选择Windows XP Professional x64版，服务器则可以选用 Windows Server 2003 x64位。据称，x64位Windows不会出现在零售市场，购买64位芯片的台式机和服务器用户才会获得x64位Windows操作系统，而已经拥有64位机器的用户将可以用32位Windows系统免费升级到x64位。

参考资料：http://db.kingsoft.com/c/2005/05/17/184970.shtml

一次读取数据的位数是64位，比32位快的多，一般用于工作站或服务器等大型的计算机，比如安腾芯片就是64位的，现在AMD也推出了64位的个人计算机芯片，不过发热是个大问题。

64位的比32位的好....就是这么简单....