关于系统位数和地址总线位数以及int和指针大小的疑问

Question

问题1：32位，64位系统。地址总线各为多少？
问题2：指针的大小是等于机器字长还是等于地址总线的位数？
问题3：为什么linux上64位系统的getconf WORD_BIT值为32位？是表示机器字长是32位吗？还是说他的值就是int值的大小而不具有别的意义？如果是表示机器字长是32位的话，那么为什么指针的大小是8字节？

Answer 1

32位和64位从软件到硬件全部都有涉及，并且衡量的标准也比较模糊，在这里从软件到硬件归纳分析一下
一：32位和64位的区别：
1、32位和64位一般是指CPU的通用寄存器位宽，所以64位的CPU位宽增加一倍
2、可寻址范围大大扩展，32位系统支持最大内存位4G，64位系统理论支持最大内存2^64=18446,744,073,709,551,616，约1600万TB，相当于16EB。（实际还受制于操作系统和主板约束），实际的CPU尤其是这两年的CPU都是采取兼容设计的，内部总线不到64位，后期的CPU逐渐都会采用标准的64位。
3、32位系统和64位系统需要安装支持相应系统模式下的操作系统和驱动软件，也就是32位只能安装32位，64位安装64位的但可兼容32位运算。
4、目前约定俗成的x86就是代表32位操作系统，x64代表64位操作系统。

64位系统的理论优点：
1、64位系统理论支持安装最大16EB的内存，具体跟CPU的地址总线宽度有关，地址总线宽度及支持内存大小见下面的表格
2、所有64位寄存器仍然使用相同的划分方案，仍支持执行8位运算
3、RIP（新的64位指令指针）替代32位的EIP指针（再早期的IP指针为16位），并向下兼容。
4、SIMD指令使用新的寄存器，CPU在64位模式下有16、64位MMX寄存器
5、XMM寄存器为16位，用来做SSE浮点运算指针
6、只有FPU寄存器是80位宽度，其它剩余的寄存器和指令都是64位宽度

64位CPU的实用优点：
64位的系统在视频编辑、文件搜索、科学计算、人工智能、平面设计、视频处理、3D动画和游戏、数据库以及各种网络服务器等方面具备更强大的优势，尤其是在工程制图、3D、音视频制作等领域的具有极佳的应用效果。64位系统效能发挥需要三大模块支撑：硬件、操作系统、上层软件。普通的32位软件是无法在64位操作系统上体现出性能差别的。

二、如何判断您的计算机是否支持64位操作系统
硬件上的区分：
1、CPU： AMD在2003年春季发布第一款针对服务器的x86架构64位服务器处理器皓龙，秋天发布了同样架构的速龙64系列处理器，揭开了64位运算新篇章（当然这是指桌面处理器，专业的64位甚至更高位的处理器早就有了，比如SUN公司的UltraSparc Ⅲ、IBM公司的POWER5、HP公司的Alpha等）。2005年4月26日，微软正式发布了64位操作系统Windows Server 2003 x64 Edition和Windows XP Professional x64 Edition，距离第一片64位x86处理器上市有两年多时间。
也就是说目前发布的通用处理器，包括INTEL、AMD几乎都是64位的，天缘认为只要主板不是“偷工减料”的采用兼容性设计，都是可以支持64位操作系统安装，当然实际支持内存的大小还决定CPU的地址总线宽度和您的主板情况。实际运行还跟前端总线有关，比如早期的FSB和Core i5、Core i7使用的QPI（对抗AMD的HT总线）。
2、主板：目前市面的主流主板都是支持64位CPU的。
3、内存：基本无限制，当然为了搭配新最新的CPU和主板，速度上最好不要拖后腿就可以了。

软件上区分：
1、操作系统：目前Windows的大部分系列都有对应的64位版本发布。比如Windows 7除了家庭版初级班没有64位，其它都有，windows Server 2008R2只发布64位版本。
2、驱动程序和软件：这一点最为头疼，从目前来看，驱动程序除了部分老设备（比如打印机、扫描仪较老可能会没有64位驱动），新的设备都会发布64位驱动程序，但是64位的软件就非常缺乏，而且很多企业由于应用市场关系，目前64位应用还没到非用不可的地步，所以很多企业都还未开发64位版本软件，即使开发出来，售价也相当高。这种现状可能会持续稍后的3-5年不会一下改观。

三：在硬件相同的情况下（且硬件支持64位、内存2GB），32bit的OS用32bit的3DSMAX渲染速度 和 64bit的OS用64bit的3DSMAX渲染速度，哪个快？”及“游戏的载入速度呢？例如《鬼泣4》，例如《金刚狼》，例如《巫师》...”，这个问题 应该是很多网友都会遇到的。

测试条件就是硬件条件相同且都支持64位和内存足够，这是目前主流硬件的基本配置了。问题中的渲染一词在同等条件下仍然是程序运行速度的问题（需要排除依赖显卡的独立部分，因为在Windows 7上很多渲染工作已转交给GPU来完成），下面的回答也必须要以这个为节点或条件。问题2的游戏载入速度同问题1中的渲染，还有个比较特殊的地方，就是还跟DIRECTX版本和驱动等相关，所以也必须规定软件条件必须相同，只有位上差异，故仍是哪个更快的问题。

1、计算机操作系统和软件角度
首先看操作系统和上层软件，无论64位系统还是64位软件都是必须按照64位格式进行编译，也就是默认的字长64位，运行 时，除了一些特殊的独立计算，比如位运算，其它非标准字长变量运行时都是需要进行转换的。32位也是一样，这一点还看不出来哪个优劣（只指速度），即使硬件条件相同，实际上还是有速度上的差异，那就看谁的格式转换最少，这就决定于应用程序的类型和设计方法了。
操作系统也是软件，可以看一下 Windows 7 64位版安装文件大小就知道了，肯定要比32位要大，这里问题就来了，同样一个文件（打个比方），32位可能是1M，而64位的可能就是2M，那么从硬盘上读取就存在时间差异。所以文件大是个劣势。
这里就可以看出不同版本系统或软件实际运行效率几乎相当

2、计算机硬件角度
1、物理硬盘的运行时间，64位系统肯定会让物理硬盘花费更多的时间，如果是固态硬盘则可以解决这个问题，物理硬盘的设计理念决定谁也改变不了这个结果，多读数据就是要花费更多时间，而固态硬盘可以完全按照64位来设计存储位宽，寻址时间几乎不受影响。
2、 再看CPU，现在的CPU都是按照标准64位总线宽度设计的。内 部各种运算机制都是对64位有利的，也就是说单从CPU角度考虑（不计可能集成的前 端总线影响），64位速度会略胜32位。
3、内存方面，内存颗粒芯片大都是按照8位设计BANK重组，当然现在也有16、32位宽，今后肯定也会出现64位宽内存芯片。目前来讲对32位、64位影响都很小。
4、 再来看看CPU的前端总线，早期的并行总线无论对32位和64位影响都很小，因为是信号都是大家一起走（手拉手一起过桥），今后的CPU到北桥之间（注： 现在有INTEL CPU集成了北桥，只不过把串行总线拿到内部而已）几乎都将采用串行技术，同等速率下（假设内存无影响下），肯定是32位数据传送更快，排队过桥肯定人少 的更快过去。
5、除此之外，实际上除了北桥和CPU和内存，主板上就没什么东西了，主体PCI总线几乎都是并行的，显卡模块也是独立出的，影响很小。

四：总结
1、纵观上述分析，所以在相同的硬件环境下，这个环境必须要包含到硬盘或CPU的串行总线（原因是这两者影响最大，原因下面分析），64位的肯定没有32位快。（固态硬盘除外）
2、有意的人为设计出使用固态硬盘和全并行环境，那么两者理论速度相当，目前业界还没到这个水平和需求的时候。反之，也可以有意的人为设计出让32位运行慢，而64位运行快的系统。
3、64位系统和软件的重要优点不能不提，那就是更加精确、精细。jexleven的问题也出来结果了，那就是玩3D游戏，64位界面绝对要比32位界面更加漂亮，音质更好，还有一堆“更大"（内存更大、硬盘更大，理论上并行的东西支持也更多），试试便知。
4、以后如果使用固态硬盘或把普通硬盘的瓶颈问题解决，并且前端总线速度跟上去，那么64位系统运行速度将会有较大提升，与32位系统速度差距也会越来越小，当然了，使用专业的测试软件仍然是可以测试出差距的（架构可能调整，结果暂时也无法确定）。

以上来自网络收集 以下为个人见解

五：关于32位和64位系统的其它问题综合

1、装32位操作系统运行快，还是64位操作系统运行快？
从总体运行效率看，肯定是32位系统快，对于系统硬件配置不是太高端的用户，推荐安装32位操作系统。

2、我是否有必要安装64位操作系统？
对于做科学运算、工程制图、3D制作、音频视频编辑的用户，推荐尝试安装64位操作系统，那样更能彰显64位的优势，前提是软件是64位的。
（或许只有固态硬盘才能体现出这些优势。如果是普通机械硬盘，或许还没32系统运行感觉好。）

3、买电脑时商家总是推荐支持64位是怎么回事？
不要相信商家所谓的64位支持，纯粹是寻找卖点而已。

对于普通常用软件来说。就算是固态硬盘，64位也是不如32位的。要想在64位体现优势，高性能硬盘和64位软件缺一不可。

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