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64位CPU技术介绍
2005年05月17日 16:28 家用电脑 
  相对32位来说,x64位CPU通用寄存器(GPRs,General-Purpose Registers)的数据宽度为64位,处理器一次可以运行64位的数据。从下面的x64位处理模型图(EM64T)中可以看出,x64位处理器的指令宽度并没有改变,增大了通用寄存器和数据通道的宽度,因此可以理解为x64处理器是拥有数据宽度为64位的寄存器并且可以一次传输、运算64位的数据。

  因此,对于通用寄存器来说,它主要存储整数数据(Integer)和地址数据Address(或者叫内存指针,Memory Pointer),它们都由算术逻辑运算单元(Arithmetic Logic Unit,ALU)来运算。此外,处理通常还支持浮点数据(Floating)和多媒体数据,它们都有各自的专用寄存器和执行单元。下图为Intel 32位和64位x86处理器为例,做一个简单对比:

整型Integer 指针Pointer 浮点Float 多媒体数据Multimedia
寄存器Register 通用寄存器GPR 通用寄存器GPR 浮点寄存器FPR 多媒体扩展寄存器
执行单元Execution Unit 算术逻辑运算单元ALU ALU/地址转换单元AGU 浮点运算单元FPU FPU
32位宽系统 32 32 64 64/128
64位宽系统 64 64 64 64/128

  基于以上分析,我们可以看出x64位计算主要有两大优点:

  1、可以支持更大的内存寻址空间。它打破了32位下4GB内存的限制,理论上内存访问空间可以达到1800万TB,实际上采用EM64T技术的Pentium4处理器支持36位物理内存寻址和48位虚拟内存寻址,而AMD 64位处理器支持40位物理内存寻址和48位虚拟内存寻址,Windows XP x64版最高可以支持16GB物理内存和16TB虚拟内存,使得应用程序可以快速处理大量数据集合。

  2、可以进行更大范围的整数运算。64位整型数据的应用程序在64位硬件上进行运算可以大幅提高计算性能,减少运算时间。对于数值运算(包括三维动画、数字艺术和游戏、科学计算领域)来说非常有利。

  对于使用Windows x64版的用户来说,将会有更高的性能和更好的扩展性,完全一致的工作环境,对已有的32位程序提供更好的兼容性,在充分利用已在32位Windows应用程序上的投入的同时,也能够获得最新的64位技术所带来的高性能。

是否需要现在选择64位系统?

  我们知道,x64位是一种完全兼容32位模式的系统,这包含两个层面的兼容:一是在硬件平台上,普通用户完全可以象32位平台一样安装32位的操作系统,运行32位的应用程序。二是x64位的Windows提供32位应用程序兼容,在安装了x64位操作系统的情况下,也可以运行绝大多数原有的32位应用程序,完全不会出现在64位模式下没有程序可用的情况。

  目前x64位硬件平台的价格已经非常接近普通32位平台,而且还可以用原32位Windows操作系统免费获得x64位Windows系统,因此可以认为现在x64系统已经具有了比较合适的性价比。

  当然如果用户两年没有升级的打算,对计算性能要求比较低,还是可以选择32位系统。

64位系统选择AMD系列还是Intel系列?

  我们知道,不管是EM64T,还是AMD64,目前都是采用x86-64兼容模式。而x64位Windows操作系统将完全支持这两个硬件平台,可以说选择AMD系列和Intel系列都可以完全一致地运行。

  对于追求性价比、超频的用户,可以选择AMD64位硬件平台。如果对Intel处理器情有独钟,选择Intel平台则完全可以满足需要。


    【责任编辑:Belinda
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