32位和64位系统之间有什么区别？
如果您都使用了它们，那么您经历了什么样的明显差异？
在某些情况下，在64位系统上使用32位程序会不会有问题？
Answers:
注意：这些答案适用于基于x86的标准PC CPU（Intel和AMD）和Windows（通常为最终用户配置）。其他32位或64位芯片，其他OS和其他OS配置可以具有不同的权衡。
从技术角度来看，64位操作系统为您提供：
允许单个进程分别处理超过4 GB的RAM（实际上，大多数（但不是全部）32位OS还将可用的系统RAM总数限制为少于4 GB，而不仅仅是每个应用程序的最大值）。
所有指针占用8个字节，而不是4个字节。对RAM使用率的影响很小（因为您不太可能在应用程序中填充千兆字节的指针），但是在理论上最糟糕的情况下，这可能会使CPU高速缓存能够容纳1/2个指针（使得它实际上是尺寸的1/2）。对于大多数应用程序来说，这并不是什么大问题。
64位模式下还有更多通用CPU寄存器。寄存器是整个系统中最快的内存。在32位模式下只有8个，在64位模式下只有16个通用寄存器。在我编写的科学计算应用程序中，通过以64位模式重新编译，我的性能提高了30％（我的应用程序实际上可以使用额外的寄存器）。
即使您已安装4 GB，大多数32位OS确实仅允许单个应用程序使用2 GB RAM。这是因为另外2 GB的地址空间被保留，用于在应用程序之间，与OS共享数据以及与驱动程序进行通信。Windows和Linux将使您可以将此权衡调整为3 GB（对于应用程序）和1 GB（共享），但这对于某些不希望更改的应用程序会造成问题。我还猜测它可能会削弱具有1 GB RAM的图形卡（但我不确定）。64位OS可以为单独的32位应用程序提供更接近完整4 GB的播放空间。
从用户的角度来看：
与32位OS上的32位版本的应用程序相比，在64位OS中使用64位应用程序的应用程序速度通常更快。但是，大多数用户不会看到这种速度提高。对于普通用户而言，大多数应用程序实际上并没有真正利用额外的寄存器，否则，通过更大的指针填充高速缓存来平衡其好处。
如果您有任何内存占用应用程序（例如照片编辑器，视频处理，科学计算等），如果您拥有（或可以购买）超过3 GB的RAM，并且可以获得该应用程序的64位版本，选择很容易：使用64位操作系统。
某些硬件没有64位驱动程序。进行切换之前，请检查主板，所有插卡和所有USB设备。请注意，在Windows Vista的早期，驱动程序存在很多问题。如今，情况通常会更好。
如果您一次运行的应用程序太多，而RAM却用完（通常可以告诉您，因为您的计算机开始变得非常缓慢，并且听到硬盘驱动器崩溃的声音），那么您将需要一个64位操作系统（以及足够的RAM）。
您可以在64位Windows中运行32位应用程序（但不能运行驱动程序）而不会出现问题。对于64位Windows中的32位应用程序，我测得的最差减速速度约为5％（这意味着，如果在32位Windows中执行某项操作花费了60秒，则最多花费60 * 1.05 = 65秒在64位Windows中使用相同的32位应用程序）。
什么32位与64位并没有暗示：
在x86系统上，32位与64位直接指的是指针的大小。就这样。
它不涉及C int类型的大小。这是由特定的编译器实现决定的，大多数流行的编译器int在64位系统上选择32 位。
它不直接引用普通非指针寄存器的大小。但是，使用64位算术寄存器恰好要求应用程序和OS也以64位指针模式运行。
它不直接涉及物理地址总线的大小。例如，具有64位宽的高速缓存行和最大512GiB内存的系统在其地址总线（即log2(512*1024**3) - log2(64) = 33）中仅需要33位。
它不涉及物理数据总线的大小：与制造成本（CPU插槽中的引脚数）和缓存线的大小有关。
基本上，您可以做更大的事情：
64位体系结构的两种主要类型是x64和IA64体系结构。但是x64是迄今为止最受欢迎的。
x64可以运行x86命令以及x64命令。IA64也运行x86命令，但不执行SSE扩展。在Itanium上有专用于运行x86指令的硬件。它是一个模拟器，但是在硬件中。
目前人们会注意到的最大影响是一台32位PC最多只能处理4GB的内存。当您取出操作系统分配给其他用途的内存时，您的PC可能只会显示大约3.25GB的可用内存。移至64位，此限制消失。
如果您正在认真发展，那么这可能非常重要。尝试运行多个虚拟机，很快就会耗尽内存。服务器更可能需要额外的内存，因此您会发现服务器上的64位使用率远远大于台式机。摩尔定律可确保我们在计算机上拥有更多的内存，因此在某些时候，台式机也将转换为标准的64位。
有关处理器差异的详细说明，请参阅ArsTechnica的这篇出色文章。
没有什么是免费的：尽管64位应用程序可以访问的内存比32位应用程序多，但缺点是它们需要更多的内存。所有以前需要4个字节的指针，现在都需要8个字节。例如，为64位体系结构构建时，Emacs中的默认要求是增加60％的内存。这种额外的占用空间会损害内存层次结构各个级别的性能：较大的可执行文件从磁盘加载所需的时间更长，较大的工作集导致更多的分页，而较大的对象意味着较少的处理器缓存。如果考虑使用具有16K L1高速缓存的CPU，则32位应用程序可以在丢失并进入L2高速缓存之前使用4096个指针，但是64位应用程序仅在2048个指针之后就必须到达L2高速缓存。
在x64上，这可以通过其他体系结构改进（例如增加寄存器）来缓解，但是在PowerPC上，如果您的应用程序不能使用> 4G，则在“ ppc”上运行的速度可能会比“ ppc64”快。即使在Intel上，也有一些工作负载在x86上运行得更快，并且很少有x64上的运行速度超过5％。
64位操作系统可以使用更多RAM。就是这样，实际上。64位Vista / 7在将重要组件放置在RAM中的位置时使用了更高级的安全功能，但实际上并不是那么“明显”。
从ChrisInEdmonton：
带有PAE的ix86系统上的32位操作系统可以寻址多达64 GB的RAM。x86-64上的64位操作系统最多可以访问256 TB的虚拟地址空间，尽管在后续的处理器中可能会提高到16 EB。请注意，某些操作系统会进一步限制地址空间，并且大多数主板都会有其他限制。
不知道我是否可以在不撰写整篇文章的情况下回答您的所有问题（总是有Google ...），但是您无需针对64位设计不同的应用程序。我想这是指您必须注意指针大小不再与整数大小相同的情况。对于某些类型的数据，如果假设四个字节长，可能就不再正确，因此您可能会承担很多潜在的问题。
这很可能会破坏应用程序中的所有内容-从文件保存/加载，遍历数据，数据对齐，一直到对数据进行按位操作等所有内容。如果您有一个现有的代码库正在尝试移植，或者两者都工作，那么很可能您会遇到很多麻烦。
我认为这是一个实现问题，而不是设计问题。也就是说，我认为无论照片大小如何，照片编辑包的“设计”都是相同的。我们编写的代码可以同时编译为32位和64位版本，并且两者之间的设计当然没有什么不同-它是相同的代码库。
64位的根本“大问题”是，您可以访问比32位更大的内存地址空间。这意味着您确实可以将超过4Gb的内存插入计算机，并真正发挥作用。
我敢肯定，其他答案将比我更多地进入细节和收益。
就检测差异而言，然后以编程方式仅检查指针的大小（例如，sizeof（void *））。答案为4表示其32位，而答案8则表示您正在64位环境中运行。
一个32位进程的虚拟地址空间为4 GB。对于某些应用程序来说可能太少了。64位应用程序实际上具有无限的地址空间（当然它是有限的，但您很可能不会达到此限制）。
在OSX上还有其他优点。请参阅以下文章，为什么让内核在64位地址空间中运行（无论您的应用程序运行64还是32位），或者让应用程序在64位地址空间中运行（而内核仍为32位）却会带来更好的性能。总结一下：如果一个是64位的（内核或应用程序，或者两者都为），则每次从内核切换为使用空间并返回时，都不必刷新TLB（“翻译后备缓冲区”） RAM访问）。
同样，使用“ long long int”变量（如uint64_t这样的64位变量）也可以提高性能。一个32位CPU可以将两个64位值相加/相除/相减/相乘，但不能在单个硬件操作中进行。相反，它需要将此操作拆分为两个（或更多）32位操作。因此，一个可以在64位数字上正常工作的应用程序将能够直接在硬件中进行64位数学运算，从而提高速度。
最后但并非最不重要的一点是，x86-64架构提供了比经典x86架构更多的寄存器。使用寄存器的速度比使用RAM的速度快得多，CPU拥有的寄存器越多，将寄存器值交换到RAM并变回寄存器的需求就越少。
要了解您的CPU是否可以在64位模式下运行，可以查看各种sysctl变量。例如打开终端并输入
sysctl machdep.cpu.extfeatures
如果列出了EM64T，则您的CPU根据x86-64标准支持64位地址空间。您也可以寻找
sysctl hw.optional.x86_64
如果显示为1（真/启用），则您的CPU支持x86-64位模式；如果显示为0（假/禁用），则不支持。如果根本找不到该设置，则认为它是错误的。
注意：您也可以从本机C应用程序中获取sysctl变量，而无需使用命令行工具。看到
man 3 sysctl
请注意，地址空间可以用于更多（实际）内存。一个人还可以对大型文件进行内存映射，这可以在更奇特的访问模式下提高性能，因为更强大，更高效的块级VM级别的缓存得以实现。在64位上分配大内存块也更安全，因为堆管理器更少可能会遇到地址空间碎片，这将使其无法分配大块。
该线程中所说的某些内容（例如＃寄存器加倍）仅适用于x86-> x86_64，通常不适用于64位。就像在x86_64下保证有SSE2、686个操作码和一种廉价的PIC方式这样的事实。这些功能严格来说不是关于64位的，而是关于减少旧版和补救已知的x86限制的。
而且，很多时候人们指出将寄存器加倍是加速的原因，而更可能的是使用默认的SSE2来达到目的（加速memcpy和类似功能）。如果为x86启用了相同的集合，则差异会小得多。（*）（***）
还请记住，通常会涉及初始损失，因为平均数据结构将仅由于指针的大小增加而增加。这也具有缓存效果，但值得注意的是，平均memcpy（）（或任何与您的语言等效的内存复制）将花费更长的时间。这只是btw的百分之几，但是上面提到的提速也是如此。
通常，对齐开销在64位体系结构上也更大（以前的32位记录通常仅会变成32位和64位值的混合），从而使结构崩溃的可能性更大。
总体而言，我的简单测试表明，如果驱动程序和运行时库已完全适应，它们将彼此大致抵消，而对于普通应用程序而言，速度没有明显差异。但是，某些应用程序可能突然变得更快（例如，取决于AES）或变得更慢（关键数据结构不断移动/扫描/遍历并且包含很多指针）。尽管这些测试是在Windows上进行的，所以PIC的优化未进行基准测试。
请注意，大多数JIT-VM语言（Java，.NET）平均（内部）使用的指针比C ++多得多。它们的内存使用量可能比普通程序增加的更多，但我不敢将其直接等同于减慢效果（因为它们确实是复杂而又时髦的野兽，并且经常难以测量而无法预测）
Windows 64位默认使用SSE2作为浮点，这似乎可以加快简单操作的速度，并降低复杂的（sin，cos等）操作的速度。
（*）一个鲜为人知的事实是SSE寄存器的数量在64位模式下也翻了一番
（**）多布斯博士几年前有一篇很好的文章。
除了大多数人在这里提到的明显的内存空间问题外，我认为值得一提的是Knuth（以及其他人）最近在谈论的“流行词计算”的概念。通过位操作可以获得很多效率，并且对64位字的按位操作比对32位字的操作要远得多。简而言之，您可以在寄存器中执行更多操作而无需占用内存，并且从性能的角度来看，这是一个巨大的胜利。
看一下Fascicle 1A之前的第4卷，其中有一些我正在谈论的绝妙技巧的示例。
除了具有寻址更多内存的能力以外，x86_64还具有更多寄存器，可让编译器生成更有效的代码。但是，性能提升通常会很小。
x86_64体系结构与x86向后兼容。可以运行未修改的32位操作系统。也可以从64位操作系统运行未修改的32位软件。不过，这将需要所有常用的32位库。它们可能需要单独安装。
该线程已经太长，但是...
大多数答复都集中在您拥有更大的64位地址空间这一事实上，因此您可以寻址更多的内存。对于大约所有应用程序的99％，这是完全不相关的。大声呐喊。
64位良好的真正原因不是寄存器更大，而是寄存器的两倍！这意味着编译器可以将更多的值保留在寄存器中，而不必将它们溢出到内存中，并在以后的一些指令中重新加载它们。如果并且当一个优化的编译器为您展开循环时，它可以展开大约两倍的循环，这确实可以提高性能。
同样，已经定义了用于64位的子例程调用者/被调用者约定，以将大多数传递的参数保留在寄存器中，而不是调用者将它们压入堆栈，而被调用者将其弹出。
因此，仅通过重新编译64位，“典型” C / C ++应用程序即可获得大约10％或15％的性能提升。（假设应用程序的某些部分受计算限制。当然，这是不保证的；所有计算机都以相同的速度等待。您的里程可能会有所不同。）
对于32位计算机，您只有4,294,967,295字节的内存可寻址。对于64位计算机，您具有1.84467441×10 ^ 19字节的内存。
64位处理器计算特定任务（例如大数字的阶乘）的速度是在32位环境中工作的两倍（给出的示例是从32位和64位Windows计算器之间的比较得出的；值得注意的是100000的阶乘） ）。这使您对64位优化应用程序的理论可能性有了大致的了解。
尽管64位体系结构无疑使在数字视频，科学计算和大型数据库等应用程序中处理大数据集变得更加容易，但是对于它们还是它们的32位兼容模式是否会比同等价格更快的速度存在争议。用于其他任务的32位系统。在x86-64架构（AMD64）中，大多数32位操作系统和应用程序都可以在64位硬件上平稳运行。
与32位虚拟机相比，Sun的64位Java虚拟机的启动速度较慢，因为Sun仅为64位平台实现了“服务器” JIT编译器（C2）。[9] “客户端” JIT编译器（C1）产生的代码效率较低，但编译速度更快，在64位平台上不可用。
应当注意，在比较32位和64位处理器时，速度不是唯一要考虑的因素。如果部署正确，则多任务，压力测试和群集（用于高性能计算）HPC等应用程序可能更适合于64位体系结构。因此，64位群集已广泛部署在IBM，HP和Microsoft等大型组织中。
Microsoft.com的报价：
在下表中，将基于Windows 64位版本和64位Intel处理器的计算机增加的最大资源与现有的32位资源最大值进行了比较。
Kristof和Poshi指出了32位和64位操作系统之间的主要技术差异，用户体验通常与理论上存在很大差异。迄今为止，Windows的64位消费者版本（XP和Vista）在驱动程序支持方面存在很大的漏洞。我有很多打印机，扫描仪和其他外部设备无法与64位版本一起使用，而32位版本可以正常使用。这些设备具有64位驱动程序，但仍然无法正常工作。在这一点上，我建议您远离任何来自Microsoft的基于64位消费者的应用程序，直到您从真正的最终用户那里了解到Windows 7如何处理此问题为止，而不仅仅是当前可以使用它的超级极客。给它至少六个月的时间，看看人们正在经历什么。
关于Microsoft Windows的这一点的另一点是，多年以来一直存在Win32 API，该Win32 API用于32位操作系统，并且未针对64位编译进行优化。当我为应用程序编写一些DLL时，我通常会在Win32中进行编译，而Win32并不是64位版本。在Vista之前，我相信没有很多成功的64位Windows版本，因为我的工作场所是我的新机器具有4 GB的RAM，但是我仍在使用32位Windows XP Pro，因为它是已知的稳定O / S相对于XP64或Vista。
我认为您可能还想回顾一下从16位转换到32位的情况，以了解更多有关为何这种转换对某些人来说很重要的更多详细信息。公司可能在台式机上运行的任务关键型应用程序（例如小型会计程序包）可能无法在64位操作系统上运行，因此有必要使虚拟机或虚拟机始终处于旧状态。
更改地址的大小可能会产生很大的影响和影响。
对于大多数实际目的，您可能不会注意到差异。
您必须具有64位CPU（最近几年中的大多数CPU）才能安装64位操作系统。
64位操作系统有一些优点：
在大多数情况下，64位程序会使用更多的内存，但是对于个人计算机，通常不会注意到这一点。