x64 与 x86：主要区别

x86和x64架构是指英特尔和AMD创建的两种使用最广泛的指令集架构（ISA）。ISA指定机器代码的行为，并定义软件如何控制CPU。ISA是硬件和软件接口，定义了CPU可以做什么以及如何做。

在本文中，您将了解x64和x86体系结构之间的区别。

1. 什么是x86架构？

x86是一种用于计算机处理器的ISA，最初由英特尔于1978年开发。x86架构基于英特尔的8086（因此得名）微处理器及其8088变体。起初，它是用于16位处理器的16位指令集，后来发展到32位指令集。

位数表示CPU每个周期可以处理多少信息。例如，32位CPU每个时钟周期最多可传输32位数据。

由于其能够在笔记本电脑、家用PC和服务器等几乎任何计算机上运行，x86架构在众多微处理器制造商中变得流行起来。
x86架构最大的限制是它最多可以处理4096MB的RAM。由于支持的组合总数为2^32（4，294，967，295），因此32位处理器具有42.9亿个内存位置。每个位置存储一个字节的数据，相当于大约4GB的可访问内存。今天，术语x86表示任何能够运行x86指令集的32位处理器。

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2. 什么是x64架构？

x64（x86-64的缩写）是基于x86的指令集架构，扩展为启用64位代码。它于2000年首次发布，引入了两种操作模式-64位模式和兼容模式，允许用户运行16位和32位应用程序。
由于整个x86指令集仍然在x64指令集中实现，因此较旧的可执行文件运行几乎没有性能损失。

x64体系结构支持比x86体系结构更多的虚拟和物理内存，允许应用程序在内存中存储大量数据。此外，x64将通用寄存器的数量扩展到16个，从而提供了进一步的增强和功能。

x64体系结构总共可以使用2^64字节，相当于160亿千兆字节（16EB）的内存。更高的资源利用率使其适合为需要访问大量资源的超级计算机和机器供电。x64架构允许CPU每个时钟周期处理64位数据，远远超过x86。

3. x86与x64

虽然这两种体系结构类型都基于32位集，但一些关键差异使它们适用于不同的用途。它们之间的主要区别在于每个时钟周期可以处理的数据量和处理器的寄存器宽度。x86和x64指令集体系结构之间的主要区别。

处理器将常用数据存储在寄存器中，以便快速访问。x86体系结构上的32位处理器具有32位寄存器，而64位处理器具有64位寄存器。因此，x64允许CPU存储更多数据并更快地访问它。寄存器宽度还决定了计算机可以使用的内存量。
下表概述了x86和x64体系结构集之间的主要区别：

ISA	x86	x64
初始版本	1978年推出。	2000年推出。
厂家	英特尔	AMD
起源	基于英特尔 8086 处理器。	作为 x86 体系结构的扩展而创建。
位量	32 位体系结构。	64 位体系结构。
可寻址空间	4 千兆字节。	16 EB.
内存限制	4 GB（实际可用内存 3.2 GB）。	160 亿 GB。
速度	与 x64 相比，速度更慢且功能更弱。	允许高速处理大型整数集;本质上比 x86 快。
数据传输	支持通过 32 位总线一次性并行发送 32 位。	支持通过 64 位数据总线并行传输更大的数据块。
存储	利用更多寄存器来拆分和存储数据。	以较少的寄存器存储大量数据。
应用支持	不支持 64 位应用和程序。	支持 64 位和 32 位应用和程序。
操作系统支持	Windows XP， Vista， 7， 8， Linux.	Windows XP Professional，Windows Vista，Windows 7，Windows 8，Windows 10，Linux，Mac OS。

特征

每个架构集都有定义它的功能，并在特定用例中赋予它优势。以下列表展示了x64和x86的功能：
x86
它使用复杂的指令集计算架构（CISC）。
复杂的指令需要多个周期才能执行。
x86具有更多可用寄存器，但内存较少。
设计有较少的管道，但它可以处理复杂的地址。
使用硬件方法优化系统性能-x86依靠物理组件来补偿内存不足。
使用基于软件的DEP（数据执行保护）。
x64
具有64位整数功能，向后兼容32位应用程序。
（理论上的）虚拟地址空间为2^64字节（16EB）。但是，目前在现实生活中仅使用理论16EB范围的一小部分-大约128TB。
x64通过将整个文件映射到进程的地址空间来处理大型文件。
比x86更快，因为它具有更快的并行处理、64位内存和数据总线以及更大的寄存器。
支持在多个地址空间上同时操作大文件。此外，x64同时模拟两个x86任务，并提供比x86更快的体验。
更有效和高效地加载指令。
使用硬件支持的DEP（数据执行保护）。

应用

由于它们的功能不同，并且在资源访问、速度和处理能力方面存在差异，因此每个体系结构集用于不同的目的：
x86
世界上许多PC仍然基于x86操作系统和CPU。
用于游戏机。
云计算段仍然使用x86架构。
较旧的应用程序和程序通常在32位体系结构上运行。
它更适合仿真。
32位仍然是音频制作中的首选，因为它与较旧的音频设备兼容。
x64
越来越多的PC使用64位CPU和基于x64体系结构的操作系统。
所有现代移动处理器都使用x64架构。
它用于为超级计算机提供动力。
用于视频游戏机。
虚拟化技术基于x64体系结构。
它更适合较新的游戏引擎，因为它速度更快，性能更好。

局限性

虽然这两个ISA都有局限性，但x64是一种更新、更完善的体系结构类型。下面列出了两种体系结构的限制：
x86
它具有有限的可寻址内存池。
与x64相比，处理速度较低。
供应商不再为32位操作系统开发应用程序。
现代CPU需要64位操作系统。
系统上的所有设备（视频卡、BIOS等）共享可用的RAM，为操作系统和应用程序留下更少的内存。
x64
它不能在较旧的旧设备上本机运行。
它的高性能和速度通常会消耗更多的功率。
64位驱动程序不太可能可用于较旧的系统和硬件。
某些32位软件与64位体系结构不完全兼容。

4. 如何检查您的计算机是x64还是x86？

如果您拥有过去10-15年购买的PC，则它可能在x64体系结构上运行。请按照以下步骤检查您的电脑是32位还是64位：
步骤1：打开设置
在 Windows 10 上，按Windows 键并单击设置图标。 步骤2：打开系统选项
在设置菜单中，选择系统选项。 步骤 3：查找设备规格
在左窗格中选择“关于”选项，然后在“设备规格”部分下找到系统类型：

5. x86 还是 x64 更好？

尽管 x86 和 x64 都有优势，但未来不会容忍限制，这意味着 x86 最终将很少使用或完全丢弃。此外，x64 速度更快，可以分配更多 RAM 内存，并通过 64 位数据总线具有并行处理能力，使其成为两种架构类型之间的更好选择。
选择要安装的操作系统类型时，最好安装 64 位操作系统，因为它可以同时运行 32 位和 64 位软件。另一方面，基于 x86 的操作系统仅运行 32 位软件。
总体而言，x64 比 x86 功能强大得多，利用所有已安装的 RAM，提供更多的硬盘空间、更快的总线速度和整体更好的性能。