Question

电子计算机为什么有不同的架构（如x86,x64）？

Answer 1

您好，计算机的架构，比如 x86，和x64 主要来自于计算机的发展。所有的计算机都围绕着处理器而发展。当处理器升级了，主板和周边设备也跟着升级了。而计算机的硬件本身只有是二进制，也就是只有0和1，这两个数字；但编程通常为16进制。第一代英特尔处理器只有4位元（4 bit），当时的编号是4044，,4048；后来扩展为8位元（8 bit），当时的编号是8088，8086；再后来扩展为16位元（16 bit），当时的编号是 80186，80286。一直到第一代32位元的处理器面世是，编号为 80386。但当时都仅仅是处理器内置架构是32位元，但外置架构还是24位元或是16位元，而不是整整意义上的整体32位元。
而随着处理器的发展，软件系统也出现了变化，开始从 DOS 的8位元，到16位元，到后来的 Windows 3.0，Windows 3.1，和后续的 Windows 95。此时的 Windows 95的 内核是32位元，但是建立在16位元的 DOS 架构上，也就是为了兼容之前的一些周边设备。
一直到了 Windows 98，才开始慢慢摆脱16位元，但为了兼容之前的16位元软件和周边设备，Windows 98是还无法算是完整的32位元。然后有了 Windows 2000，和 Windows XP。此时的 Windows XP 和英特尔的奔腾处理器80586，才是真正意义上的全32位元。
所谓的位元，指的是2的次方；也就是4位元是2的4次方，有16种组合；8位元是2的8次方，有256种组合；16位元是2的16次方，有65536种组合；32位元是2的32次方，4294967296种组合。位元之所以重要是因为这个直接关联到周边设备可以使用的编号，和编程时可以使用的最大数字。比如内存的大小，主板的DMA和INT架构，可以连接到主板的南北桥的渠道编码等等。而32位元持续了很长的一段时间，当时的硬盘很小，从几十个MB到几个GB算是很大了，毕竟当时的软件不多，要求也不高。当时的内存也是几个MB到几十个MB就很厉害了。32位元达到了GB级别的数字，所以对于当时的硬件和软件来说是够用了。
但由于需求越来越多，计算机一直不断地蜕变，硬盘越来越大，内存越来越大，尤其是使用一些图像处理软件、数据库软件等等，只能用到服务器级别的硬件、设备和软件才可以达到要求。然后处理器再一次的蜕变，变成了双核，也就是2个32位元的双核，但第一代双核仅仅是处理器内部框架是2个32位元的64位元合并结构，而外置还是处于32位元状态，所以软件只有一些特定版本，比如 Windows XP 有限量版的64位元版本（服务器级别的处理器），但大部分人还是使用32位元的版本，因为第一代双核 Duo Core，无法支持64位元的系统。一直到英特尔开始了第二代双核，真正意义上的双核时，Core Duo，才开始了64位元的普及。
所以 x86 架构指的是所有的 32位元和之前的处理器、设备，和软件而言，因为这个是用4044，4048；8088，8086；80186，80286，80386，80486，80586 一直持续沿用的处理器编码体系；而 x64 就是所有的 64位元内外一致的多核心处理器了。
因为2的32位元的最大可用数字是4,294,967,296，这也直接导致了32位元的系统可以用到最大不超过4GB的内存，因为系统无法为超过4GB的内存进行编码。64位元的系统突破了这个局限，因为2的64次方额最大可用数字是18,446,744,073,709,551,616，也就是18 Exabyte（千兆兆）。
这就是计算机 x86 和 x64 的由来了。