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32位和64位CPU、操作系统的区别 + 判断、使用建议

昨天天缘在一个windows讨论群中,有人问到他买的笔记本是否支持64位操作系统的问题,让天缘意识到可能很多网友都会遇到有这个困惑,自己能否安装64位操作系统?机子是否支持64位操作系统?天缘在本文回答这几个焦点问题,主要介绍一下32位和64位系统区别和联系,64位的优点和判断方法,及在选购64位系统硬软件时的几点建议仅供交流参考。

一、32位和64位的区别

1、32位和64位一般是指CPU的通用寄存器位宽,所以64位的CPU位宽增加一倍

2、可寻址范围大大扩展,32位系统支持最大内存位4G,64位系统理论支持最大内存2^64=18446,744,073,709,551,616,约1600万TB,相当于16EB。(实际还受制于操作系统和主板约束),实际的CPU尤其是这两年的CPU都是采取兼容设计的,内部总线不到64位,后期的CPU逐渐都会采用标准的64位,具体见下文。

3、32位系统和64位系统需要安装支持相应系统模式下的操作系统和驱动软件,也就是32位只能安装32位,64位安装64位的但可兼容32位运算。

4、目前约定俗成的x86就是代表32位操作系统,x64代表64位操作系统,天缘博客中出现很多操作系统标示比如(x86)——代表32位,(x64)——代表64位。

5、目前64位CPU标准有:AMD 64、EMT-64、IA-64。更多关于INTEL 64:http://zh.wikipedia.org/zh-cn/Intel_64

二、64位系统的优点

64位系统的理论优点:

*64位系统理论支持安装最大16EB的内存,具体跟CPU的地址总线宽度有关,地址总线宽度及支持内存大小见下面的表格

*所有64位寄存器仍然使用相同的划分方案,仍支持执行8位运算

*RIP(新的64位指令指针)替代32位的EIP指针(再早期的IP指针为16位),并向下兼容。

*SIMD指令使用新的寄存器,CPU在64位模式下有16、64位MMX寄存器

* XMM寄存器为16位,用来做SSE浮点运算指针

*只有FPU寄存器是80位宽度,其它剩余的寄存器和指令都是64位宽度

 更多请参考:http://www.tech-faq.com/cpu.shtml

CPU 地址总线宽度:

CPU 地址总线
8086 20 bit
8088 20 bit
80286 24 bit
80386SX 24 bit
80386DX 32 bit
80486SX 32 bit
80486DX 32 bit
Pentium I 32 bit
K6 32 bit
Duron 32 bit
Athlon 32 bit
Athlon XP 32 bit
Celeron 36 bit
Pentium Pro 36 bit
Pentium II 36 bit
Pentium III 36 bit
Pentium 4 36 bit
Athlon 40 bit
Athlon-64 40 bit
Athlon-64 FX 40 bit
Opteron 40 bit
Itanium 44 bit
Itanium 2 44 bit

更多CPU地址总线宽度:http://www.cpu-world.com/CPUs/CPU.html

地址总线可寻址范围(支持最大内存):

地址总线宽度 最大内存
20 bits 1MB
24 bits 16MB
32 bits 4GB
36 bits 64GB
40 bits 1TB
44 bits 16TB

64位CPU的实用优点:

64位的系统在视频编辑、文件搜索、科学计算、人工智能、平面设计、视频处理、3D动画和游戏、数据库以及各种网络服务器等方面具备更强大的优势,尤其是在工程制图、3D、音视频制作等领域的具有极佳的应用效果。64位系统效能发挥需要三大模块支撑:硬件、操作系统、上层软件。普通的32位软件是无法在64位操作系统上运行的。

三、如何判断您的计算机是否支持64位操作系统

硬件上的区分:

1、CPU: AMD在2003年春季发布第一款针对服务器的x86架构64位服务器处理器皓龙,秋天发布了同样架构的速龙64系列处理器,揭开了64位运算新篇章(当然这是指桌面处理器,专业的64位甚至更高位的处理器早就有了,比如SUN公司的UltraSparc Ⅲ、IBM公司的POWER5、HP公司的Alpha等)。2005年4月26日,微软正式发布了64位操作系统Windows Server 2003 x64 Edition和Windows XP Professional x64 Edition,距离第一片64位x86处理器上市有两年多时间。

也就是说目前发布的通用处理器,包括INTEL、AMD几乎都是64位的,天缘认为只要主板不是“偷工减料”的采用兼容性设计,都是可以支持64位操作系统安装,当然实际支持内存的大小还决定CPU的地址总线宽度和您的主板情况。实际运行还跟前端总线有关,比如早期的FSB和Core i5、Core i7使用的QPI(对抗AMD的HT总线)。更多QPI相关知识:http://baike.baidu.com/view/1377507.htm

2、主板:目前市面的主流主板都是支持64位CPU的。

3、内存:基本无限制,当然为了搭配新最新的CPU和主板,速度上最好不要拖后腿就可以了。

软件上区分:

1、操作系统:目前Windows的大部分系列都有对应的64位版本发布。比如Windows 7除了家庭版初级班没有64位,其它都有,windows Server 2008 SP2只发布64位版本。

2、驱动程序和软件:这一点最为头疼,从目前来看,驱动程序除了部分老设备(比如打印机、扫描仪较老可能会没有64位驱动),新的设备都会发布64位驱动程序,但是64位的软件就非常缺乏,而且很多企业由于应用市场关系,目前64位应用还没到非用不可的地步,所以很多企业都还未开发64位版本软件,即使开发出来,售价也相当高。这种现状可能会持续稍后的3-5年不会一下改观。

平台测试:

比如使用CPU-Z等软件查看CPU是否支持EMT-64指令集即可。EMT-64本来是专指INTEL CPU支持64位指令集,现在也指AMD 64了,如果显示是AMD64也可以。此外还有IA-64,是INTEL独立开发的64位处理器,不兼容32位计算机,是纯的64位技术。谨慎选用

更多关于EMT64知识:http://www.tech-faq.com/em64t.shtml

五、关于64位系统的其它问题综合

1、我是装32位操作系统运行快,还是64位操作系统运行快?

从总体运行效率看,肯定是32位系统快,对于系统硬件配置不是太高端的用户,天缘推荐仍然安装32位操作系统。

更多关于运行速度的分析,请参考:

到底是32位系统运行快还是64位系统快

2、我是否有必要安装64位操作系统?

这里,天缘还是保守一点,对于做科学运算、工程制图、3D制作、音频视频编辑的用户,天缘推荐尝试安装64位操作系统,那样更能彰显64位的优势。

3、商家总是推荐支持64位是怎么回事?

大家不要相信商家所谓的64位支持,纯粹是寻找卖点而已,现在不支持64位系统的已经很少,包括主板、CPU等等。

参考文章:

【鉴古知今】桌面CPU的发展史——铭刻历史的记忆

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