32 位與 64 位 CPU

自 2005 年以來，Microsoft 已提供其 Windows 操作系統的 32 位和 64 位版本。很難說出區別是什麼，以及它們為什麼重要——最終，64 位更勝一籌，但它並不適合每台計算機。

什麼是“一點”？

在計算中，一位是單個二進制數字，它有兩個可能的值，1 和 0。對於您添加的每一位，可能值的數量加倍，因此對於兩位，您有兩個二進制數字和四個可能的值。對於三位，您有三個二進制數字和 8 個可能的值等等。在 32 位時，您有 232 種可能的組合或 4,294,967,296 個可能的值。對於 64 位，總共有 18,446,744,073,709,551,616 個可能的值。

32 位限制

就其本身而言，這兩個數字都令人印象深刻，但實際上並沒有任何意義。32 位 CPU 只能使用 32 位寄存器來存儲數據和處理 32 位值。

提示：寄存器是一塊極快的內存，用於存儲 CPU 正在處理的數據。

32 位 CPU 的主要限制是它可以支持的 RAM 量。32 位 CPU 最多只能尋址 4 GiB 的 RAM，32 位 CPU 在物理上無法調用超過此數量的任何 RAM 的地址。對於現實世界的比喻，想像一下用您的地址填寫在線表格，但在您需要輸入您的門牌號的地方，它只允許兩位數字，如果您碰巧住在門牌號 100，那您就是運氣不好。

提示：GiB 表示 Gibibytes。Gibi 是為計算機等二進制系統設計的前綴，旨在考慮到 giga (1,000,000,000) 的標準前綴不是二進制整數這一事實。在這種前綴符號中，前綴的每一級都比前一級大 1024 倍，而不是 1000 倍。例如，一公斤是 1000 克，一千字節是 1024 字節。四個 Gibibytes 是 4 x 1024 x 1024 x 1024 字節，或 4,294,967,296 字節。

為什麼需要 64 位 CPU

實際上，現代計算機需要超過 4 GiB 的 RAM 才能很好地運行其操作系統和軟件。Windows 10 聲稱它的最低 RAM 需求量為 32 位 CPU 上的 1GB 或 64 位 CPU 上的 2GB。但是，如果您嘗試運行具有這麼小的 RAM 的計算機，您將獲得非常糟糕的體驗。即使您的系統中有 4 GB 的 RAM，您也會不斷遇到問題，即您的 RAM 空間不足，並且必須將數據從中移回速度較慢的硬盤驅動器。

許多現代視頻遊戲、編輯軟件等工具，甚至打開了大量標籤的 Chrome 都可以單獨使用超過 4 GB 的 RAM。當您考慮到操作系統、後台應用程序和一兩個遊戲的要求時，即使是手機也可以突破 4 GB 內存的限制。隨著技術的進步，系統要求將繼續增加，遷移到 64 位平台旨在解決這個問題，以免它成為一個太大的問題。

一個 64 位 CPU 理論上能夠處理完整的 16 Exbibytes RAM，但是，出於性能和兼容性原因，當前的標準是“僅”支持 4 pebibytes 的 RAM。

提示：一個 pebibyte 和 exbibyte 分別是（大約）一百萬和十億千兆字節。大概是因為這些是二進制的增加，所以它們實際上是 1024 的倍數而不是 1000。所以，確切的數字分別是 1,048,576 和 1,073,741,824 GB。

使用 64 位 CPU 意味著可以尋址更多 RAM，但這也意味著 CPU 處理的每個地址、寄存器值和數量都更大。這不會對性能產生明顯影響，但這確實意味著寄存器值等需要更多存儲空間。

要利用額外的 RAM，您還需要使用 64 位操作系統，否則，64 位 CPU 將受到操作系統 32 位限制的束縛。所有面向消費者的 64 位 CPU 和操作系統都支持運行 32 位應用程序，無需任何更改。因此，您幾乎在所有情況下都無需擔心軟件兼容性。

在現實世界中，對於大多數用戶來說，64 位 CPU 並不比 32 位 CPU 快。在一些高性能計算應用程序中，例如超級計算機，架構變化可能會產生影響，但大多數人不太可能注意到差異。