通過48位，您可以尋址256TiB的RAM，還有很多可用空間

與地址空間（*）無關。

實際上，大多數64位台式機處理器都具有 48位地址總線。是的，沒有什麼比這更大的了。

對於大多數整數和十進制計算而言，通常32位數字似乎已經足夠大了

很多，但絕不是全部，也許不是大多數。許多計算（甚至在32位CPU上）最終都使用64位計算

最簡單的例子是Y2k38錯誤，它將在未來20年內咬死使用32位Unix時間戳的任何系統。

許多浮點數是雙精度（64位），因為單精度浮點的範圍非常有限。

64位處理器也仍然可以執行32位計算，並且實際上具有64位高速緩存允許將兩倍的32位值存儲在高速緩存中，從而有可能通過減少內存操作（高速緩存未命中）來提高性能。 ）

支持高級SIMD樣式指令的現代64位處理器也可以同時執行多個32位運算，因此即使32位計算也可以受益。

那麼，為什麼處理器設計者選擇了這麼快就跳到64位？

其中的64位是數據總線。我們傾向於喜歡使用基值的兩倍的冪進行工作-在計算機中，這通常是8位字節。因此，您希望得到的2的冪是8位（1 x 8位），16位（2 x 8位），32位（4 x 8位）。因此，下一個邏輯步驟是64位（8 x 8位）。

48位數據總線的字節數為非2的冪，這使尋址操作變得更加有趣，因為數據不再以兩個多重邊界的良好冪對齊。這不是不可能，只是很少見。

（*）好，有點。

儘管有少數例外，但計算機行業已在很大程度上對8位字節進行了標準化*。

最好使字長為字節長的2的倍數。當總線系統需要將字節地址轉換為字地址時，不這樣做會導致地址轉換非常混亂。

也非常希望能夠在單個數據字中操作存儲器地址，尤其是在現代高度流水線化的CPU上。

也非常希望具有向後兼容性，這意味著32位模式。為您的系統添加處理“半個單詞”的支持相對容易，為“三分之二的單詞”添加支持會更加麻煩。

將這些因素放在一起，使內存地址空間超出32位限制的最合乎邏輯的方法是將數據字的大小擴展到64位。即使您不打算立即使用所有這些位進行內存尋址（許多64位系統的內存地址空間少於64位）。

*出於本文的目的，“字節”用於指代處理器可以尋址的最小數據單元，“字”用於指代主要整數數據路徑可以處理的最寬數據類型作為一個單元。

您認為這很浪費，但是保存在一個地方通常意味著浪費在另一個地方。

在字長上節省幾個寄存器單元會浪費CPU週期來處理未對齊的值。運行新的全48位程序當然不會有問題，但是嘗試在48位CPU上運行舊的32位程序將是一場噩夢。您本可以節省的所有晶體管很可能會以專用的32位處理/翻譯單元的形式歸還利息。另一種選擇是打破向後兼容性，也就是“沒有人使用的CPU”。

這與殺死英特爾的64位Itanium的情況非常相似：作為一種全新的體系結構，它無法運行舊的32位代碼，而運行速度比AMD的x86粗略擴展（字長）大一倍。沒有人留下來看看英特爾這個勇敢的新世界是否最終會實現-過渡的成本使每個人都害怕。另一方面，AMD帶來了“更多的好東西”並看著我們：16年後，我們仍然留下了32位代碼的痕跡，而我們的64位CPU的運行速度比以往任何時候都快。

現在已經不是80了。 Ram和Register的空間現在並不稀缺，因此我們不再以“盡可能少”為目標。我們改為“盡可能實際地”射擊。 64位是最實用的：正如Tom所說，我們已經在32位CPU上運行了64位精度，但是恕我直言，主要賣點是輕鬆處理舊版。

在x86市場中，傳統追溯到IBM XT一直是不容忽視的力量。而且，由於一種架構擁有64種東西，因此沒有人能賣出更少的東西。那是行銷。客戶不了解到底是什麼，他們只知道越多越好。

我開始在大型計算機上工作，該計算機上每個單詞的字寬為60位，雖然有多個12位字符（如小寫字母），但使用6位單位作為字符（10到一個單詞） 。地址和地址寄存器為18位。這是一個主要用於數字處理的系統：由於無法通過字符尋址內存，因此文本處理明顯笨拙。

那麼今天這種設置有什麼問題呢？今天的數據，無論好壞，幾乎都是按字節大小交換的。字節大小的數量用二進制地址尋址，並以2的冪為單位的扇區/塊/單位進行組織。儘管在非常有限的上下文中有特殊的指令尋址位，但是該標準是針對尋址字節的指令，包括僅適用於整個字的指令。即使在具有嚴格對齊要求的CPU上（儘管x86體系結構成員在這裡都相當寬鬆），內存地址也始終是字節地址（我記得一個TI圖形處理器，基本可尋址單元實際上是一個位，但這已經是一個奇怪的現象了）當時）

文件具有字節大小，並且所有內容均以2的冪為單位，實際數據總線傳輸是CPU字寬的倍數。將48位字放入該世界將是一場噩夢，因為您不僅需要將地址分成更大的總線寬度部分和一個字節的地址部分，還必須進行實際的6除以找出地址和在較大的字寬中偏移（您不能真正期望獲得專門用於您的字寬選擇的存儲設備）。

N64軟件開發人員發現，與使用32位MIPS ISA進行編譯相比，64位ISA代碼在實際代碼上的性能更好，因為您可以用更少的指令移動更多的數據並將更多的位存儲在快速寄存器空間中。

與其他一些非冪2寄存器和數據大小相比，64位ISA與現有的32位代碼向後兼容得多，這使得編程和移植庫更加容易。

R4200 MIPS處理器芯片的管芯尺寸僅增加了百分之幾（IIRC，不到10％）以支持64位而不是僅支持32位MIPS ISA。雙贏。

並不是所有的芯片設計人員都從32位直接跳到了64位。IBM的S / 38和更高版本的AS / 400系列服務器（現為 IBM System i）使用1970年代後期的48位CISC芯片，然後在90年代中期最終轉換為64位。/ p>

另一個原因是軟件。將操作系統或以復雜方式管理內存的任何應用程序移植到不同的指針大小是一項艱鉅的工作。對於操作系統，所有設備驅動程序也往往必須進行修訂。

軟件公司不希望這樣做的頻率太高；其中一些在1990年代開始從32位移植到64位，並認為從2019年起32位已過時；其他人才剛剛開始。這取決於它們所服務的市場。

如果歷史上在1992年（DEC Alpha）和2005年（英特爾）之間引入64位體系結構的所有供應商都選擇了48位，那麼它可能已經成立。但是，到現在為止，將來它已經太接近其舒適性極限，而64位將開始出現。

如果在1990年代同時提供64位和48位體系結構，那麼有遠見的軟件公司會忽略48位，而將注意力集中在64位體系結構上。曾經採用48位技術的公司現在將開始第二個移植週期，而第一個移植週期將涉及非二乘冪指針大小的複雜性，他們將對此感到非常遺憾。

硬件供應商可以在1990年代看到這種情況的輪廓，並決定採用可以持續更長時間的方法。

使用64位而不是32位的兩個原因：

1. 雙精度浮點數佔用64位（數學實際上是使用80位執行的，但這是另一回事）。64位的機器字大小允許一次操作即可移動這些值。
2. 塊複製操作越快，數據總線越寬，因為您一次要移動更多數據。這使得16位計算機優於8位，而32位計算機優於16位。
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在將來的某個時候，64位計算機可能會讓位給128位，但是對於通用處理器來說，好處還不夠吸引人，儘管在諸如GPU之類的專用處理器中已經可以看到。/ p>

對於32到64而不是48，在基於二進制的計算機中以2的冪工作總是更方便（並且通常更高效）。這與物理地址大小無關，儘管地址大小/可尋址內存空間大小是一個促成因素。

實際上，如果我們談論的是AMD借助x86-64躍升至64位，這從根本上改變了該平台，那基本上是使Athlon CPU比Intel芯片更強大，從而使其在市場上具有競爭優勢。英特爾在踢屁股。這迫使行業領導者英特爾成為追隨者。但是，必須與Microsoft協作完成此操作-否則，CPU將無法運行，因為它將無法運行Windows。

英特爾確實擁有IA-64，但我認為他們認為這種功能和性能僅適用於公司客戶，而不適用於普通大眾（而且價格太昂貴），並且不適用於x86。但是，如果不是AMD64，英特爾今天仍將生產32位CPU（可能具有一些64位功能作為營銷策略）。

但是，如果您曾經使用SqlServer處理大型photoshop圖像，大型Excel電子表格和數百萬條記錄，那麼您將學到欣賞64位系統的功能。

主要是關於營銷。 AMD是第一個發布64位架構的公司，該架構使他們可以聲稱比Intel優越。而Intel爭先恐後地向市場發布自己的，匆忙的，有缺陷的64位芯片，這些芯片的性能比AMD差了幾年。

這兩個時期-首先，當英特爾沒有在市場上出售64位芯片時，AMD可以吹噓自己是最先進的芯片，其次是當英特爾第一次刺穿時他們可以吹噓自己是市場上最快的芯片。使用64位芯片的速度不是很快-允許AMD在2003年/ 2004年發生64位轉換時在銷售和性能方面取得領先。

當時，幾乎沒有軟件可以利用64位提供的額外功能，直到今天，大多數應用程序仍以“以防萬一”的情況在32位舊模式下運行。

正如您已經提到的，除了支持更大的內存池外，由於64位提供了擴展的地址空間，芯片本身也可以更快地執行某些內部計算，例如，您可以在一條64位指令中組合12個8位值芯片，而32位芯片只能真正結合6。但是，這種性能提升至多是微不足道的，並且主要用於營銷目的，而不是任何實際性能提升。

關於為什麼不是64而不是48的兩個原因。一個是市場營銷，64比48高，到目前為止，消費者係統的“位數”每次翻倍，即8、16、32，該序列中的下一個邏輯數字是64。消費者會（錯誤地）認為a 64位CPU的性能是32位CPU的兩倍，這促使它們比提供48位CPU時更容易升級。 第二個原因是更實際的，一個64位寄存器的大小是32位的兩倍，因此從理論上講，將代碼移植到64位上要比使用48位更容易。

除了寄存器大小的爭論外，在對全球計算基礎架構實施批量更改時，“變大還是變大”在邏輯上是合乎邏輯的，以免不得不過於頻繁地做這種可怕的事情。到目前為止，我們還不需要128位處理器，但是大約現在我們可能會從48位更新為64位，因此看起來是個不錯的選擇。