Un processore a 64 bit è un processore in cui la larghezza dei registri è di 64 bit su numeri interi.
I processori a 32 bit normalmente non possono indirizzare più di 4 Gio (2 32 byte ) di memoria principale , mentre il processore a 64 bit può indirizzare 16 Eio (2 64 byte). Questo è il motivo per cui non appena ci sono più di 4 GiB di RAM su una macchina, la memoria oltre questa soglia sarà direttamente indirizzabile solo in modalità 64 bit.
Varie tecniche aggirano questa limitazione senza passare alla modalità a 64 bit. Offrono di estendere la durata degli ambienti a 32 bit quando il passaggio a 64 bit non è possibile per motivi di compatibilità (non supportato da driver o applicazioni).
Tra questi, l' estensione dell'indirizzo fisico è un sistema di paging fornito da processori x86 , che estende a 36 bit la dimensione degli indirizzi di memoria che normalmente sono 32 bit, il che consente di indirizzare 64 GiB ( 236 byte) di memoria fisica invece di 4. GiB ( 232 byte).
Altre tecniche includono l' estensione della dimensione della pagina (in) (un'altra caratteristica dei processori x86), le estensioni della finestra degli indirizzi (en) (funzionalità dei sistemi Windows) o l'uso mmap(funzionalità del kernel Linux).
In 64 bit, i bus di dati e indirizzi vanno da 32 bit (4 byte) a 64 bit (8 byte). Ma nel caso dell'architettura x86 questo non è l'unico cambiamento. Gli attuali processori x86 a 32 bit ( Celeron , Pentium , Pentium II , Pentium III , Pentium 4 fino a Prescott) sono infatti processori a 8 bit (l' Intel 8088 ) migliorati per fare 16 bit, e ancora una volta migliorati per renderli a 32 bit. La struttura dei registri in un processore x86 a 32 bit eredita quindi questo passato sia nel numero ridotto di registri che nella loro struttura arcaica. Posizionato x86 a 32 bit x86 a 64 bit per passare da 8 registri generali a 32 bit da 16 a registri generali a 64 bit. Questo vale solo per l'architettura x86 , le altre architetture che esistono a 32 bit e 64 bit ( MIPS , SPARC , PowerPC …) non hanno la loro versione a 32 bit gravata da una struttura arcaica.
L'aggiornamento da 32 bit a 64 bit aumenta il consumo di memoria. Infatti, interi e indirizzi cambiano da 32 bit (4 byte) a 64 bit (8 byte). Ci vogliono il doppio dei byte per rappresentarli. Ciò non significa necessariamente che un programma che consuma 256 MiB in 32 bit consumerà automaticamente 512 MiB in 64 bit. Consumerà un po 'più di memoria, ma non necessariamente il doppio.
Non è sufficiente avere una macchina con processore a 64 bit e installare su di essa le versioni “usuali” del sistema operativo e del software . In questo modo, il processore a 64 bit funzionerà in modalità a 32 bit (compatibilità con le versioni precedenti). Per utilizzare effettivamente un computer a 64 bit in modalità 64 bit, sono necessarie le versioni a 64 bit del sistema operativo, dei driver e del software.
Tutti i sistemi operativi moderni supportano almeno parzialmente la modalità a 64 bit. La maggior parte di loro ha una versione a 32 bit e una versione a 64 bit, quindi devi scegliere quale installare.
Alcuni sistemi esistono in un'unica versione "unificata". Questo è il caso, ad esempio, di Solaris , il cui kernel è a 64 bit ma per il quale gli eseguibili possono essere 64 bit o 32 bit.
macOS , dalla versione 10.8 " Mountain Lion " , è disponibile solo a 64 bit. Il sistema rimane retrocompatibile con le applicazioni a 32 bit, ma il kernel esiste solo a 64 bit poiché Apple ha abbandonato i 32 bit sul sistema Mac OS .