我们通常说的中央处理器64位是啥意思

Posted 2023-02-19

是地址宽度和数据宽度之和吗?

什么是64位CPU

要了解什么是64位的CPU，先要了解以下几个概念：

CPU的位和字长

位

在数字电路和电脑技术中采用二进制，代码只有“0”和“1”，其中无论是“0”或是“1”在CPU中都是一“位”。

字长

电脑技术中对CPU在单位时间内（同一时间）能一次处理的二进制数的位数叫字长。所以能处理字长为8位数据的CPU通常就叫8位的CPU。同理32位的CPU就能在单位时间内处理字长为32位的二进制数据。

字节和字长的区别

由于常用的英文字符用8位二进制数就可以表示，所以通常就将8位称为一个字节。字节的长度是固定的，而字长的长度是不固定的，对于不同的CPU，字长的长度也不一样。8位的CPU一次只能处理一个字节，而32位的CPU一次就能处理4个字节，同理字长为64位的CPU一次可以处理8个字节。

这样AMD的64位的CPU在处理速度上较32位的CPU理论上快了一倍。

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。

在计算机发展史上，人类历经了从8位计算到16位计算、从16位计算到32位计算两次飞跃，64位计算是相对于32位计算的新一代高性能计算标准，就象高速公路与山间小路的区别，相比于32位计算，64位提供更大的计算带宽，从而带来更高的性能，使很多过去根本无法实现的设想变成现实。目前，全球最重要的处理器供应商包括：AMD、HP、IBM、Intel、Motorola、Sun无一例外的都在推动64位计算。

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。

Intel 775针以及向上的是64位
Amd 754针以及向上的是64位
64位系统就是系统运算每次64bit，例如windows 2003

参考资料：http://bbs.klooks.net/dispbbs.asp?boardid=11&id=4898

参考技术A 是可以一次处理的数据宽度！ 参考技术B 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。 参考技术C 简单的说就是：64位的cpu能同时处理64位二进制数。 参考技术D 就是 同时执行 64位的运算
现在的 P4是32位的 cpu 就是说他同时执行 32位的运算
32位、64位指的是处理器中的计算机制，指数据的长度、指令寻址的长度。64位指按64个2进制数去寻址。32位计算在理论上可支持4G内存，而实际上只能支持2G。随着互联网、企业信息化的发展，服务器应用的复杂程度越来越高，对内存需求扩张得非常快，现在一个标准服务器配1G、2G的内存很普遍，32位服务器走到今天已经到了技术尽头，不得不升级到64位。
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。

参考资料：http://bbs.cfanclub.net/dispbbs.asp?boardID=12&ID=299042

第5个回答  2006-03-29 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。