为何我们需要64位CPU？——基于分段寄存器方案的质疑探讨

在软件开发中，32位变量已能满足99.99%的需求，那我们为何还需要64位CPU？

如果是为了解决寻址问题，难道不能像8086那样，通过“分段寄存器”完美解决吗？每个分段提供4GB空间，最多支持2^32个分段，足以满足可预见的未来需求，甚至未来100年都够用。

然而，直接采用64位CPU不仅会浪费大量晶体管，还会消耗可观的内存空间。

通过分段寄存器扩展32位CPU的优势：

• 可解决寻址空间问题
• 能平衡内存空间消耗与软件开发需求
• 每个分段提供4GB空间，最多支持2^32个分段，足以满足所有软件使用需求。若单个分段超过4GB，说明软件架构设计不佳，不利于软件维护，而这种方案反而能促使开发者优化架构设计
• 节省的晶体管资源可用于增加核心数量或扩大缓存容量，同时更简单的核心有助于实现更高的时钟频率
• 可实现最大化软件兼容性，消除当前常见的32位与64位代码库交互带来的混乱

当然，对于GPU、DSP、TPU等专用处理器而言，位数的影响并不大。这类处理器专为特定用途设计，可针对性优化且不影响软件兼容性，但对于作为通用处理器的CPU，这些考量并不适用。

注：以上并非专业观点，而是基于个人工作经验的观察

内容的提问来源于stack exchange，提问作者coffeeking