64 位性能优势

Question

64 位应用程序相对于 32 位应用程序的性能优势的来源是什么？我假设存在性能优势，因为像 WinRAR 这样的程序会宣传它。

另外，我们是否可以通过切换到 64 位编译器来获得这些性能优势，或者是否需要对代码进行任何更改？

欢迎与非托管和托管代码相关的答案。

Answer 1

x64 架构将 x86 架构中可用的通用寄存器数量增加了一倍，以便编译器能够将更多数据保存在（非常快的）CPU 寄存器中，而不是保存在（相对较慢的）RAM 中。

Answer 2

他们什么时候不再在广告中撒谎了？我错过了什么？ ;-)

主要的性能优势是，在 64 位系统中，您可以分配超过 4GB 的 RAM（实际上在大多数系统上是 2GB 以上）而无需交换。这是巨大的速度优势如果您需要的话。

因此，如果您的应用程序需要大量 RAM（图像/视频/音频处理、世界/宇宙模拟），64 位会具有优势。

最重要的是，64 位 CPU 还具有可操作 64 位数据类型的命令（因此您无需模拟 32 位类型的命令）。这也是一个优势，但 a) 没那么大，因为算法需要使用这些类型，而大多数算法不需要 b) 它们仍然比 32 位类型慢（但比仿真快）。

为了给你一个想法，这里有一个来自超级计算机专家的老笑话：“从磁盘加载数据需要一天的时间，然后程序需要五分钟来处理数据，然后我们需要另一天将结果保存到盘”。从 RAM 读取数据比访问磁盘快 1000 到 1000000 倍。

所以总而言之，对于普通用户来说，64位系统几乎没有优势。

Answer 3

为了利用最新 CPU 的 64 位架构，您必须：

• 使用64位CPU和操作系统
• 使用 64 位 api 专门针对 64 位进行开发 - 实现必须一直到使用 CPU 寄存器的最基本代码（通常用汇编程序编写）才能利用额外的寄存器。
• 开发一个真正受益于额外寄存器的应用程序 - WinRAR 是一个将充分利用额外寄存器的应用程序，因为它涉及大量具有复杂算法的微积分。如果您使用非常简单的算法编写应用程序，它将不需要额外的寄存器地址空间，并且在 64 位上不会运行得更快
• 还要考虑到，当您使用 CPU 寄存器时，即使您不使用整个地址空间作为值，它仍然会占用尽可能多的空间（= 64 位）.. 因此，以 64 位编写一个小型应用程序旨在获得优化代码的目标是行不通的。该应用程序将占用比在 32 位下开发的两倍的 RAM，而且可能会更慢。对于使用繁重算法或需要分配大量内存的应用程序来说，64 位编程很有意义（4Gb 是 32 位应用程序的限制）。

Answer 4

这里有一些很棒的答案。

如前所述，您可以访问无限的 RAM，这将有助于提高性能如果您需要的话。

我谦虚地补充一下，如果你不需要它，但无论如何使用它，都会损害性能。

永远不要忽视最古老的科学定律之一：

大自然厌恶真空

Answer 5

我的理解是，在大多数情况下，除了使用更多内存的能力之外，没有任何性能增益。 （例如，如果您经常使用 64 位数据类型，它可能会提供更高的性能）。

Answer 6

大家的回答都很好。有两件事我没有看到提到：

1. 驱动程序可以分配几乎与物理内存一样多的内存。 64 位驱动程序中的内存比 32 位驱动程序中的内存大得多。
2. 您可以在 64 位驱动程序中使用浮点运算（几乎没有限制）。