پردازش 64 بیتی به عملیات پردازشی اتلاق می شود که بر روی دستورالعمل ها یا داده ها با حداکثر طول 64 بیت صورت می گیرد , این مشخصه مستقیما به توانایی ثبات (Register) های پردازنده ارجاع داده می شود . ثبات بخش کوچک از حافظه فوق العاده سریعی است که پردازنده برای ذخیره ارزش  (Value) های عملیاتی از آن استفاده میکند . ثبات ها برای پردازنده مشابه دست هایی هستند که اشیایی که قرار است بر روی آنها عمل خاصی صورت پذیرد را نگهداری می نمایند . بنابر این تعداد ثبات ها و ظرفیت ذخیره سازی آنها در کارایی پردازنده تاثیرگذارند . یک پردازنده 64 بیتی توانایی ذخیره سازی ارزش های 64 بیتی را در داخل ثبات های خود دارد , لذا این پردازنده می تواند اعداد صحیح یا اعداد با ممیز شناور بزرگتری را در داخل یک ثبات خود نسبت به پردازنده 32 بیتی ذخیره سازی موقت کند .

به عنوان مثال برای پردازش عملیات جمع دو عدد مانند 3+2 هر یک از ارزش ها تا زمان پایان یافتن عمل جمع در داخل یک ثبات ذخیره می شوند و ارزش 5 نیز به منزله حاصل و نتیجه پردازش در داخل سومین ثبات ذخیره گشته و جهت انتقال به خارج انتظار می کشد , در صورتی که عملیات با اعداد یا دستورالعمل هایی برنامه ریزی شده باشد که ظرفیت آنها فراتر از ظرفیتی باشد که یک ثبات 32 بیت ارائه می کند در پردازنده های 32 بیت قابل اجرا به صورت مستقیم نخواهد بود و باید به چندین عملیات با ظرفیت کمتر شکسته شود , در حالی که در پردازنده 64 بیت این عملیات به صورت مسقیم قابل اجرا بوده و در زمان کوتاه تری پردازش خاتمه می یابد . بهره گیری از ثبات های 64 بیتی تنها زمانی به عنوان مزیت یک پردازنده به شمار می آید که نرم افزار های اجرایی روی آن در محدوده عددی فراتر از 32 بیت برنامه ریزی شده  باشند در غیر این صورت پردازنده 64 بیت یا از اجرای دستورالعمل فوق امتناع میکند (مانند پردازنده های Itanium 2 که تنها برای کاربردهای 64 بیتی طراحی شده اند ) یا اینکه با حالت سازگار 32 بیتی پردازش را به پایان می رساند .

عدم وجود بسترهای نرم افزاری , رویکرد به پردازش 64 بیتی را در تمامی کاربردها , غیر ممکن ساخته است , به همین دلیل پردازنده های 64 بیتی نسل هشتم AMD و Pentium 4 سری 600 از اینتل , به عنوان پردازنده های سازگار با هر دو نوع نرم افزار 32 بیت و 64 بیت , در سه حالت زیر مدیریت می شوند :

1.       حالت 64-Bit که ویژه سیستم عامل و نرم افزارهای 64 بیتی در نظر گرفته شده است .

2.       حالت Compatibility که برای سیستم عامل 64 بیتی و سازگاری آن با برنامه های 32 بیتی طراحی شده .

3.       حالت Legacy ویژه سیستم عامل و نرم افزار های 32 بیتی .

مزیت پردازنده 64 بیتی تنها در افزایش سرعت محاسبات خلاصه نمی شود , افزایش ظرفیت حافظه ای که این پردازنده می تواند آدرس دهی و استفاده نماید نیز مزیت دیگر یک پردازنده 64 بیتی می باشد . آدرس دهی حافظه یکی از وظایف کلیدی هر پردازنده به شمار می رود که طول هر آدرس باید حداکثر به اندازه یک ثبات پردازنده تعریف شود . در یک پردازنده با ثبات های 32 بیتی حداکثر میتوان 2³² آدرس مختلف برای حافظه ایجاد نمود که این عدد معادل 4 گیگابایت حافظه فیزیکی ترجمه می شود . تا کنون شیوه های مختلفی ابداع گشته اند که به صورت مجازی حداکثر حجم حافظه ای که پردازنده 32 بیتی می تواند آدرس دهی نماید را افزایش دهند اما همگی آنها کارایی کلی کامپیوتر را قربانی محاسبات مجازی می کنند . دو برابر کردن طول ثبات ها به 64 بیت در پردازنده های 64 بیتی به طور موثری , آدرس دهی حداکثر 16 ترابایت حافظه فیزیکی را میسر می سازد .

بررسی تکنولوژی AMD64

به کمک این تکنولوژی کمپانی AMD توانست پردازنده های نسل هشتم خود را به عنوان اولین پردازنده های سازگار با دو شیوه پردازش 64 بیت و 32 بیت عرضه نماید . پردازنده های 64 بیتی این نسل Athlon 64 برای بازار محصولات میان قیمت و گران قیمت کامپیوترهای شخصی و Opteron برای بازار محصولات گران قیمت ایستگاه های کاری و سرور ها در نظر گرفته شده اند . علارقم اینکه هنوز هیچ نسخه کامل ویندوز 64 بیتی به صورت رسمی معرفی نشده و نرم افزارهایی که به صورت 64 بیتی برنامه ریزی شده اند بسیار نایاب و گران قیمت هستند این دو پردازنده به شدت در میان کاربران محبوب گشته اند و کارایی قابل قبولی در برنامه های 32 بیتی ارائه کرده اند . افزایش کارایی در کاربردهای 32 بیتی این پردازنده ها را نمی توان به ثبات های 64 بیتی آنها مربوط کرد . علاوه بر این فرکانس کاری آنها نیز بسیار پایین تر از همرده های Pentium 4 خود می باشد . آنچه که در داخل این پردازنده ها موجب افزایش کارایی و محبوبیت روز افزون آنها گشته , کنترلر حافظه مجتمع و گذرگاه Hypertransport است . AMD در معماری نسل هشتم پردازنده های خود , با انتقال کنترلر حافظه از تراشه «پل شمالی» به پردازنده , تحولی در شیوه دسترسی به حافظه ایجاد کرده . تا قبل از این پردازنده برای دسترسی به حافظه می بایست با تراشه «پل شمالی» ارتباط بر قرار کنند و داده ها را با اختصاص دادن حجم بالایی از پهنای باند ارزشمند گذرگاه FSB , از این تراشه دریافت کند . اما در شیوه نوین مسیر ارتباطی پردازنده با حافظه از گذرگاه FSB تفکیک و دسترسی مستقیم به حافظه میسر گشته است . علاوه بر این گذرگاه FSB نیز متحول شده و انتقال اطلاعات موازی آن در پردازنده های قبلی به صورت سریال با گذرگاه ویژه Hypertransport صورت می پذیرد . به کمک این دو تحول در معماری پردازنده , کارایی پردازنده ها با سرعت 2 گیگاهرتزی در حد همرده های Pentium 4 3 گیگاهرتزی که به شیوه سنتی به حافظه دسترسی دارند , قرار گرفته است .

بررسی تکنولوژی EM64T

Pentium4 سری 600 با Extended Memory 64 Technology اولین پردازنده های 64 بیتی «سازگار» از کمپانی اینتل به شمار می روند این تکنولوژی تقریبا مشابه AMD64 جهت توسعه پردازش 64 بیتی کاربرد دارد و در سه حالت ذکر شده می تواند داده ها و دستورالعمل ها را پردازش نماید . علارقم اینکه AMD برای بهره گیری از AMD64 در معماری پردازنده های خود تغییر اساسی ایجاد نمود , اینتل برای به کار گیری EM64T در Pentium 4 های سری 600 تنها یک هسته جدید به نام Prescott 2M بر پایه هسته Pentium 4 های سری 500 به نام Prescott , طراحی کرده است , لذا در معماری و نوع سوکت پردازنده هیچ تغییری داده نشده و پردازنده های جدید می توانند بر روی اغلب مادربردهای موجود در بازار سوار شوند . EM64T و AMD64 به صورت گسترده ای با یکدیگر سازگاری دارند بنابر این انتظار می رود تهیه کد نرم افزار های 64 بیتی سازگار با هردو پردازنده , کار دشواری نباشد همچنین میکروسافت تضمین کرده , نسخه نهایی سیستم عامل Windows XP 64-Bit که در اواسط ماه «می» عرضه می شود با هر دو پردازنده به خوبی عمل خواهد کرد .

پردازنده های Pentium 4 سری 600

این سری پردازنده ها تا کنون در چهار مدل 630 , 640 , 650 و660 عرضه شده اند که به ترتیب با سرعت 0/3 , 2/3 , 4/3 و 6/3 گیگاهرتزی عمل می کنند . پردازنده های فوق همگی مبتنی بر هسته Prescott 2M با 2 مگابایت حافظه کاشه سطح 2 برای سوکت 775 طراحی شده اند , گذرگاه FSB 800 مگاهرتزی و پشتیبانی از حافظه های DDR2 از جمله دیگر امکانات این پردازنده ها می باشد علاوه بر اینها مدل 570 نیز با فرکانس 8/3 گیگاهرتز در سه الی چهار ماه آینده معرفی خواهد شد .

پردازنده های سری 600 مطمئنا تنها پردازنده های 64 بیتی اینتل نخواهند بود , این کمپانی قصد دارد در آینده EM64T را در پردازنده های Celeron نیز تعبیه نماید تا امکان دسترسی به پردازنده 64 بیتی ارزان قیمت برای کاربران میسر شود .