【64位和32位晶元有什麼區別？】

轉自：玩轉單片機

據記載，CPU的位是指一次性可處理的數據量是多少，1位元組=8位，32位處理器可以一次性處理4個位元組的數據量。依次類推，64位處理器可以一次性處理8個位元組的數據量，比32位處理器的處理速率加快一倍。

自從蘋果在iPhone5s上使用了64位的A7處理器后，手機處理器的位數也就自然而然的成為了人們關注的焦點，那到底64位處理器和32位處理器有什麼區別呢？

其實手機處理器和PC處理器對於位數的概念是相同的，這裡我就用PC的處理器來說明了。對CPU有些了解的人大概都知道Pentium3和Pentium4，了解更深的，還會知道是i386處理器在20幾年前把處理器從16位帶入32位時代。

處理器經過了近30多年的考驗后，到現在已經躍升到64位，這可不同1GHz到3GHz的頻率提升。如果說頻率的提升是把一條4車道高速公路的時速限制從120公里提升到了360公里的話，那麼從32位到64位的提升就是將這條提升了3倍時速限制的高速公路從4車道拓寬到了8車道，也就是說，這條公路的運力提升了一倍，這可是質的飛躍。

其實，計算機內部表示的數值是有範圍的，決定性因素在於CPU的寄存器。它是計算機處理數值的最小單元，如果寄存器是32位的，那麼他所能表示的數的範圍最大是2的32次方，即表示的範圍是32個0到32個1，(這裡不計較原碼還是補碼或是移碼)，如果寄存器是64位的話，顯而易見，表示的範圍是64個0到64個。

數的表示範圍大了，那麼其計算的精確度就提高了。當然這要操作系統的支持才行，就像有輛跑車能跑300公里每小時，但是駕駛員只會開低檔，好的資源被浪費了。

另外，相信大家都知道32位系統只能識別4g內存而64位系統可以識別4g以上內存。那是因為內存是由很多小的單元組成，為了能取得內存裡面的數據，需要給把每個單元編號，就像家庭住址一樣。而作為內存的單元編號是有專門的寄存器存儲(專業名詞是mar)的，32位系統可以表示的最大地址是2的32次方，一般來說一個單元是8位的，也就是一個位元組。合起來就是4g的存儲空間，同樣的64位系統可以表示的單元地址的總數是2的64方。

現在又有一個問題產生了，那就是為什麼我的電腦是4g內存，而計算機卻顯示3.xxG。其實由於其他的存儲設備也需要空間地址，所以一部分地址被分給其他的存儲設備了，那麼給內存的地址就減少了，識別的內存自然就小於4g。這跟硬碟是不一樣的，硬碟實際容量少於標定容量是由於方便工業生產，廠家的標準是1GB=1000MB而科學標準是1GB=1024MB。

至於為什麼64位會比32位的快，那是因為如果一個機器指令是32位的，那麼寄存器是64位就可以一次取兩個指令，也就相當於一個小孩和一個大人搶東西吃，小孩一次只能拿四個，而大人則可以拿8個。

因此iPhone5s的運行與此相似，它從內存獲得數據，一個時鐘周期內32位只能處理32位的數據，64位就可以取得64位的數據，如此一來速度、性能、效率就提高了。而現在最主要的問題就是加快對64位軟體的開發，這樣才能發揮出64位處理器的最大效能。