一、简单概述
64位CPU，内部通用寄存器、指令寄存器、片内总线、ALU等是64位的，能够一次处理64位宽的数据，寻址64位地址空间，但指令长度不一定全是64位。
64位系统总线，与64位CPU配套的北桥、南桥芯片组，拥有64位宽的数据总线、地址总线。
64位OS，专门为64位CPU设计的OS，使用到了64位CPU指令。如ubuntu、win7就区分32位和64位版，其中64位版只能用于在64位CPU上，32位版则可以同时用于32位CPU和64位CPU，这是由于64位CPU兼容32位CPU指令。
64位应用程序，只能在64位OS+64位CPU上运行，因为它用到了64位CPU指令；而32位应用程序，则可以同时运行在32位OS和64位OS上，这得益于64位OS和64位CPU提供的兼容模式。
可见，64位CPU、64位OS都向上兼容。
二、64位CPU
64位CPU很早就由MIPS、DEC等设计出，但都是用于超级计算机。
x84_32也即IA32(Intel Architecture 32)。
IA64不是x86_64，它早于AMD64，是Intel与HP共同开发的Itanium(安腾) 64位CPU，用于HP的服务器，与x86不兼容。
x86_64位CPU技术首先由AMD提出，即AMD64。
其第一款AMD64 CPU Opteron于2003年发布，后来又相继发布Athlon 64，Athlon 64 X2，Bulldozer FX等。AMD64作为x86_32的扩展，相对于传统的x86_32，增加地址总线的位宽，增加通用寄存器的位宽，增加了8个通用寄存器，还增加了SSE指令集等。除了兼容x86_32模式，还增加了该模式可寻址地址空间的范围。
AMD64出现之后，Intel也发布了自己的x86_64技术，即ia32e(ia 32 extend)，后来改称EM64T(Intel Extended Memory 64 Technology，64位内存扩展技术)，最后定名为Intel 64，与AMD64相呼应。实现了Intel64的CPU有Pentium 4 D，Xeon，Core 2，Core i等。
x64即x86_64，与之对应，x86代指x86_32。