64-bit - 32 位和 64 位处理器有什么区别？

Question

我一直在尝试阅读 32 位和 64 位处理器（http://en.wikipedia.org/wiki/32-bit_processing）。我的理解是 32 位处理器（如 x86）具有 32 位宽的寄存器。我不确定那是什么意思。所以它有特殊的“内存空间”，可以存储高达 2^32 的整数值？

我不想听起来很愚蠢，但我对处理器一无所知。我假设 64 位通常比 32 位好。虽然我现在的电脑（一岁了，Win 7，Intel Atom）有一个 32 位处理器。

Answer 1

所有计算都在寄存器中进行。当您在代码中一起添加（或减去，或其他）变量时，它们会从内存加载到寄存器中（如果它们不存在，但虽然您可以声明无限数量的变量，但寄存器的数量是有限的）。因此，拥有更大的寄存器可以让您同时执行“更大”的计算。对于常规程序，这种大小差异在实践中并不是那么重要（因为至少我很少操作大于 2^32 的值），但这就是它的工作原理。

此外，某些寄存器用作指向内存空间的指针，因此限制了您可以引用的最大内存量。32 位处理器只能引用 2^32 字节（大约 4 GB 的数据）。64 位处理器可以更明显地管理更多内容。

还有其他后果，但这是我想到的两个。

Answer 2

最初的 32 位和 64 位称为架构。

这些架构意味着微处理器将在一个指令周期内处理多少数据，即获取-解码-执行

一秒钟内可能有数千到数十亿个指令周期，具体取决于处理器设计。

32位意味着微处理器可以在一个指令周期内执行4字节数据，而64位意味着微处理器可以在一个指令周期内执行8字节数据。

由于微处理器需要与计算机的其他部分（即内存、数据总线和视频控制器等）进行通信以获取和发送数据，因此理论上它们也必须支持 64 位数据传输。但是，出于兼容性和成本等实际原因，其他部分可能仍以 32 位与微处理器通信。这发生在最初的 IBM PC 中，其微处理器 8088 能够执行 16 位，而由于成本和与现有部件的兼容性，它以 8 位与计算机的其他部分通信。

想象一下，在一台 32 位计算机上，您需要将 'a' 写为 'A' 即 CAPSLOCK，因此该操作只需要 2 个字节，而计算机将读取 4 个字节的数据，从而产生开销。这种开销在 64 位计算机中增加到 6 个字节。因此，64 位计算机不一定总是很快。

请记住，只有支持 64 位执行的微处理器才能在微处理器上运行 64 位窗口。

Answer 3

处理器通过将其地址提供给 MAR（内存地址寄存器）来从内存（即 RAM）调用数据。选择器电子设备然后在内存库中找到该地址并检索数据并将其放入 MDR（内存数据寄存器）中。该数据被记录在处理器中的一个寄存器中以供进一步处理。这就是为什么数据总线的大小决定了处理器中寄存器的大小。现在，如果我的处理器有 32 位寄存器，它一次只能调用 4 字节大小的数据。如果数据大小超过 32 位，则需要两个提取周期才能将数据放入其中。与 64 位相比，这减慢了 32 位机器的速度，后者仅在一个取指周期内完成操作。因此，显然对于较小的数据，如果我的处理器以相同的速度运行并没有什么区别。再次，

Answer 4

32 位处理器可以用 32 位地址寻址一个内存库。因此，您可以拥有 2^32 个内存单元，因此可寻址内存数量有限（约 4GB）。即使您将另一个内存库添加到您的机器，也无法对其进行寻址。因此，64 位机器最多可以寻址 2^64 个内存单元。

Answer 5

这个答案可能已经晚了 9 年，但我觉得上面的答案并不能充分回答这个问题。

32 位和 64 位的定义没有被任何标准机构很好地定义或规范。它们只是直观的概念。32 位或 64 位 CPU 一般是指 CPU 的指令集架构 (ISA) 的原生字长。那么什么是ISA，什么是字长？

ISA 和字长

ISA是CPU使用的机器指令/汇编助记符。它们是软件的最低级别，直接告诉硬件要做什么。例子：

ADD r2,r1,r3   # add instruction in ARM architecture to do r2 = r1 + r3
               # r1, r2, r3 refer to values stored in register r1, r2, r3
               # using ARM since Intel isn't the best when learning about ISA

字长的旧定义是 CPU 在一个指令周期内可以计算的位数。在现代上下文中，字长是寄存器的默认大小或基本指令所作用的寄存器的大小（我知道我在这个定义中有很多歧义，但它是跨多个架构的直观概念，并不完全匹配彼此）。例子：

ADD16 r2,r1,r3 # perform addition half-word wise (assuming 32 bit word size)
ADD r2,r1,r3   # default add instruction works in terms of the word size

具有 PAE 的 Pentium Pro CPU 的位数示例

首先，通用指令中的各种字长：

• 算术、逻辑指令：32 位（请注意，这违反了字长的旧概念，因为乘法和除法需要一个以上的周期）
• 分支、跳转指令：间接寻址 32 位，立即寻址 16 位（同样，英特尔不是一个很好的例子，因为 CISC ISA，这里有足够的复杂性）
• 移动、加载、存储：32 位用于间接，16 位用于立即（这些指令可能需要几个周期，因此字长的旧定义不成立）

二、硬件架构中的总线和内存访问大小：

• 虚拟地址转换前的逻辑地址大小：32 位
• 虚拟地址大小：64 位
• 物理地址大小后翻译：36位（系统总线地址总线）
• 系统总线数据总线大小：256位

所以从以上所有大小来看，大多数人直观地称其为 32 位 CPU（尽管对 ALU 字长和地址位大小没有明确的共识）。

这里要注意的有趣的一点是，在过去（70 年代和 80 年代），有一些 CPU 架构，其 ALU 字长与其内存访问大小有很大不同。另请注意，我们甚至还没有处理非通用指令中的怪癖。

关于英特尔 x86_64 的注意事项

与流行的看法相反，x86_64 并不是真正意义上的 64 位架构。它是一个 32 位架构，支持可以进行 64 位操作的扩展指令。它还支持 64 位逻辑地址大小。英特尔自己将此 ISA 称为 IA32e（IA32 扩展，IA32 是他们的 32 位 ISA）。

参考

ARM 指令示例

英特尔寻址模式

Answer 6

从这里：

32 位处理器和 64 位处理器之间的主要区别在于它们的运行速度。64 位处理器可以提供用于家庭计算的双核、四核和六核版本（即将推出八核版本）。多核允许增加处理能力和更快的计算机操作。在大多数情况下，需要许多计算才能运行的软件程序在多核 64 位处理器上运行得更快。需要注意的是，即使 Windows 操作系统是 64 位版本，64 位计算机仍然可以使用基于 32 位的软件程序。

32 位处理器和 64 位处理器之间的另一个重大区别是支持的最大内存 (RAM) 量。32 位计算机最多支持 3-4GB 的内存，而 64 位计算机可以支持超过 4 GB 的内存量。这对于用于图形设计、工程设计或视频编辑的软件程序很重要，其中执行许多计算以渲染图像、绘图和视频片段。

需要注意的一点是 3D 图形程序和游戏不会从切换到 64 位计算机中受益很多（如果有的话），除非程序是 64 位程序。32 位处理器足以满足为 32 位处理器编写的任何程序。在电脑游戏的情况下，通过升级视频卡而不是获得 64 位处理器，您将获得更多的性能。

最后，64 位处理器在家用电脑中变得越来越普遍。由于价格更便宜，而且现在有更多用户使用 64 位操作系统和程序，大多数制造商都使用 64 位处理器制造计算机。计算机零件零售商提供的 32 位处理器越来越少，而且很快可能根本不提供任何产品。

Answer 7

从32位或64位进程的含义是什么？ 通过 kenshin123 ：

进程的虚拟地址是对应于系统上真实物理内存的地址表的映射。出于效率和安全性的原因，内核为一个进程创建了一个抽象，使其具有自己的地址空间的错觉。这种抽象称为虚拟地址空间。它只是一个指向物理内存的指针表。

因此，一个 32 位进程会获得大约 2^32 或 4GB 的地址空间。这意味着该进程被赋予了一个 32 位的页表。此外，这个页表有一个 32 位的 VAS，映射到系统上的 4GB 内存。

所以是的，64 位进程具有 64 位 VAS。那有意义吗？

Answer 8

32位和64位基本上是寄存器大小，寄存器是最快的内存类型，也是最接近CPU的。与 32 位寄存器相比，64 位处理器可以存储更多用于寻址和传输的数据，但也有其他因素取决于测量的处理器速度，例如内核数量、高速缓存、架构等。

参考：32位处理器和64位处理器的区别

Answer 9

一个字节有 8 位，所以如果它是 32 位，那么您正在处理 4 个字节的数据，无论您的 CPU 以每秒多少 ghz 或 mhz 运行。因此，如果有一个 64 位 cpu 和 32 位 cpu 以相同的速度计时，那么 64 位 cpu 会更快

Answer 10

32 位处理器每秒处理基于 Ghz 处理器的 32 位数据，而 64 位处理器每秒处理 64 位数据，速度取决于 PC 的速度。34 位处理器也适用于 4GB 的 RAM。