32位（x86）和64位（x64）究竟有什么不同

32位（x86）和64位（x64）究竟有什么不同

2010-01-20 10:34

32位（x86）和64位（x64）究竟有什么不同

Windows XP、Windows Vista、Windows Server 2008，以及处于测试阶段的Windows 7，都有32位（x86）和64位（x64）两种版本。面对两种版本光盘镜像下载，常常让有些网友不知所措：究竟选择哪个版本更好一些？下面，我用最简洁 的文字尽可能作最详尽的回答：两者之间存在的“五大不同”。与此同时，着重说明Microsoft Windows64位（x64）操作系统，相对于32位（x86）操作系统的最大优势和劣势是什么？
第一，设计初衷不同。64位操作系统的设计初衷是：满足机械设计和分析、三维动画、视频编辑和创作，以及科学计算和高性能计算应用程序等领域中需要大量 内存和浮点性能的客户需求。换句简明的话说就是：它们是高科技人员使用本行业特殊软件的运行平台。而32位操作系统是为普通用户设计的。
第二，要求配置不同。64位操作系统只能安装在64位电脑上(CPU必须是64位的)。同时需要安装64位常用软件以发挥64位（x64）的最佳性能。 32位操作系统则可以安装在32位(32位CPU)或64位(64位CPU)电脑上。当然，32位操作系统安装在64位电脑上，其硬件恰似“大马拉小 车”：64位效能就会大打折扣。
第三，运算速度不同。64位CPU GPRs(General-Purpose Registers，通用寄存器)的数据宽度为64位，64位指令集可以运行64位数据指令，也就是说处理器一次可提取64位数据(只要两个指令，一次提 取8个字节的数据)，比32位(需要四个指令,一次提取4个字节的数据)提高了一倍，理论上性能会相应提升1倍。
第四，寻址能力不同。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，因此一个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。比如，Windows Vista x64 Edition支持多达128 GB的内存和多达16 TB的虚拟内存，而32位CPU和操作系统最大只可支持4G内存。 
第五，软件普及不同。目前，64位常用软件比32位常用软件，要少得多的多。道理很简单：使用64位操作系统的用户相对较少。因此，软件开发商必须考虑 “投入产出比”，将有限资金投入到更多使用群体的软件之中。这也是为什么64位软件价格相对昂贵的重要原因(将成本摊入较少的发售之中)。
总而言之，Microsoft Windows 64位操作系统，必须“上”靠64位主机硬件的支撑，“下”靠64位常用软件的协助，才能将64位的优势发挥到极致，“三位一体”缺一不可(道理很简单： 操作系统只是承上启下的运行平台)。至于64位电脑可以安装32位操作系统，64位操作系统可以安装32位软件，那是设计上的“向下兼容”，不是64位设 计初衷的本来含义(如上所述)。

最后顺便提醒有些网友：
1.64位电脑虽然可以安装32位操作系统，但是32位电脑绝对不能安装64位操作系统。这点至关重要务必牢记，以避免盲目下载和安装。
2.在64位电脑运行的32位操作系统上，不能采取硬盘安装方式安装64位操作系统。如若安装，首选光盘格式化安装方式，也可采用比较
繁琐的DOS安装方式。
3.使用虚拟机安装操作系统，实际上就是在目前运行的操作系统上安装软件。因此，在32位操作系统上不能虚拟安装64位操作系统。

说的很不错了 我在补充点   ——血竹

x86是对基于intel处理器的系统的标准缩写。X与处理器没有任何关系，它是一个对所有*86系统的简单的通 配符定义，是一个intel通用计算机系列的编号,也标识一套通用的计算机指令集合,由于早期intel的CPU编号都是如8086,80286来编号, 由于这整个系列的CPU都是指令兼容的,所以都用X86来标识所使用的指令集合如今的奔腾,P2,P4,赛扬系列都是支持X86指令系统的,所以都属于 X86家族.

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。

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。目前，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，目前的情况不容乐观。因为真正适合于个人使用的64位操作系统现在就只有Windows XP X64，而Windows XP X64本身也只是一个过渡性质的64位操作系统，在Windows Vista发布以后就将被淘汰，而且Windows XP X64本身也不太完善，易用性不高，一个明显的例子就是各种硬件设备的驱动程序很不完善，而且现在64位的应用软件还基本上没有，确实硬件厂商和软件厂商 也不愿意去为一个过渡性质的操作系统编写驱动程序和应用软件。所以要想实现真正的64位计算，恐怕还得等到Windows Vista普及一段时间之后才行。

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。

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