PCでWindows 7 x64がx86エディションよりも高速に動作するのはなぜですか？

ほとんどの場合x86を使用しているのに、Windows 7 x64がPCのx86エディションよりも高速に動作するのはなぜですか？私の何が問題なのか、何が欠けているのか？

私が使用しているものの大部分はx86です（DAW、ゲーム、メディアプレーヤーなど）。ただし、それらのかなりの量はx64です（ただし、x86の同等品は問題なく動作します）。

同じシステム上で同じものを使用しようとしましたが、常にWindows 7 x64がx86よりもわずかに高速であることがわかりました。私はとても用心深いです。最も小さなウィンドウアニメーションにさえ気づきます。

システム：Windows 7 Ultimate x64
CPU：Intel Core 2 Duo E7500 @ 2.93 GHz
RAM：2 GB x 2 = 4 GB DDR2 @ 332 MHz
マザーボード：Intel D945GCNL
グラフィックス：ATI Radeon HD 4350 @ 1 GB専用
オーディオ：M-Audio FastTrack Pro
HDD：Samsung HD753LJ 733 GBおよびSamsung HD160JJ 156 GB

ご覧のとおり、私のシステムは古いです。

これは、既存の個々の回答の一部を追加コンテンツで要約することにより、完全な回答を提供する試みです。リストは、この特定のケースで除外される可能性がある場合でも、一般的なケースのすべての可能性を含めようとします。

CPU命令セットの違い

Joel Coehoornで説明されているように、ネイティブx64コードでは、より大きなレジスタセットといくつかの追加の命令を使用できます（たとえば、すべてのx64 CPUはSSEおよびSSE2命令の実装が保証されます）。これは、ネイティブのx64 OSおよびドライバーがより効率的になることを意味します。

より良いRAM使用率

64bは完全な4 GBを使用できます（使用可能な場合はさらに多く）。さらに、一部のOS内部制限（ページ/非ページプール、最大キャッシュサイズ）は64b OSで増加します。その結果、メモリページングとファイルキャッシュの両方がより効率的になります。

異なるハードディスクの位置

同じディスクの2つのパーティションに2つのOSがインストールされている場合、これらの2つのパーティションの1つは外側の端に近く、一般に高速です。

異なるOS状態

2つのOSがある場合、それぞれが少し異なる状態になる場合があります。それらの1つは、他の1つよりも断片化されている可能性があります。1つは、もう少しきれいなレジストリを持っているか、インストールされているサービスやバックグラウンドアプリケーションが他のものより少ない場合があります。

より良いドライバー

もう1つの可能性は、x64ドライバーの品質がx86よりも優れている可能性があることです。根本的なアーキテクチャの違いによるものではなく、単にベンダーが最適化と微調整に努力したためです。

64bアドレス指定

日常的なアプリケーションの大部分については、この違いは役に立たず、Jasperが彼の質問で説明していることとは無関係です。

大量のデータを処理するアプリケーションがある場合（たとえば、Photoshopで巨大な写真を使用する場合）、4 GB以上のRAMがインストールされている場合、64bバージョンを実行すると大きな違いが生じる可能性があります。

「速い」とはどういう意味ですか？

以下は、他の回答に対するコメントからのリストです。ジャスパーが見ることができる「より速いもの」とは正確には何ですか：

• スムーズにアニメーション化するウィンドウ

説明するのは難しい。Windows 7のWindowsアニメーションはGPUによって実行され、GPUも同じです。CPUの負荷はごくわずかです。（Aeroデスクトップを使用していると思われます）。

• 特定の写真編集プログラムによる描画の高速化（x86とx64の両方）
• HDビデオがよりスムーズに（MPC-HC x64で）実行され、全体的に安定したエクスペリエンスを実現します。

より適切に調整されたドライバーまたはx64 、.

• ファイルがはるかに高速にコピーされる

高速なパーティション（OSにまったく関係ない）またはx64 OSのキャッシュ処理の改善が原因である可能性があります。

• ゲームに変更はありませんでした。

分かりやすい。ゲームのパフォーマンスは、CPUとGPUによって決まります。CPUの制限の場合、制限コードはゲーム自体です。これは、x64 OSとほとんどインターフェイスしない同じx86コードです。したがって、CPUのパフォーマンスは同じです。GPUは同じです。適切にプログラムされたゲームでは、ドライバーとOSのオーバーヘッドが低いため、ドライバーまたはOSの違いはここでは表示されません。

x64アーキテクチャの変更点は、32ビットから64ビットへの変更だけではありません。x64は、さらにCPUレジスタと新しいCPU命令を追加します。これらを利用する方法を知っているオペレーティングシステムは、同じハードウェアからわずかなパフォーマンスバンプを取得できます。ああ、かつてビデオカードにアドレス指定されていた1 GBのRAMを取り戻しても、問題はありません。

警告：これは、あなたが気付いたかもしれないよりも少し複雑な質問であり、確かにほとんどの答えが描いたものよりも多いです。ストーリーの少なくとももう少しをカバーしようとするために、この投稿はかなり長いです...

まず第一に、ビデオメモリの状況。ビデオカードのメモリ全体が（少なくとも通常は）CPUのアドレススペースに直接表示されることはありません。通常、CPUから見える約128〜256メガバイトのビデオメモリの「ウィンドウ」があります。GPUはメモリのさまざまな部分をそのウィンドウにマッピングできるので、通常はCPUからほとんどのGPUメモリに書き込むことができますが、書き込む前にGPUに何を書き込むかを事前に知らせる必要があります。たとえば、DirectXを使用していてグラフィックメモリに直接書き込みたい場合は、それを行うことができますが、それを行うLockRectには、GPUを呼び出して適切なメモリをウィンドウにマップすることから始めます（そして終わったらすぐに電話するUnlockRect必要に応じて他のメモリをマップできます）。少なくとも典型的なケースでは、BIOSセットアップでビデオウィンドウサイズを調整できます。

次に、32ビットモードでも、x86プロセッサは、物理アドレス拡張（PAE）と呼ばれるものをサポートします。これにより、CPUは4ギガ以上のアドレスを指定できます。メモリの。Microsoftは、Windowsの一部のバージョンでPAEをサポートしていますが、Windows Serverの比較的高価なEnterprise Editionのみです。さらに、プログラムはAWEを使用するために特別に作成する必要があります。これまでに行ったプログラムはわずかです（SQL Server Enterprise Editionなど）。結論：可能ですが、かなりまれです。

一度に64ビットを読み取る限り、一度に32ビットのみデータを読み取る最後のプロセッサは486でした。Pentium以降、すべてのプロセッサには64ビットのデータバスがあります。そのノートアドレス 64ビットのデータバスに拡張することはなかったので、バスは、データバスと同じではないではないことが起こるように、PAEは、ペンティアムプロに加え、が（より多くのメモリを持つワークにプロセッサを許すことに、64ビットデータバスへの拡張とほぼ同時でした）。

Pentiumは1クロックサイクルで64ビットのデータを読み取ることができましたが、内部では（ほとんど）32ビットずつデータを処理していました。幅の広いバスは、主に CPUとメインメモリの速度の違いを補うのに役立ちました。Pentium MMXのMMX命令は、64ビットチャンクでのデータ処理をサポートしていましたが、使用するのが面倒で、（特に）ほとんどのコンパイラーはMMXコードを生成しなかったため、それを使用するにはアセンブリ言語で書く必要がありました。Pentiumは、浮動小数点数の64ビット（および80ビット）演算もサポートしていましたが、ほとんどのプログラミングのごく一部にしか使用されていません（一般に整数を使用するよりも遅くなりました）。

x86-64設計には、32ビットx86設計の2倍の汎用レジスタがあり、これらのレジスタはそれぞれ64ビット幅です。ただし、CPUが32ビットモードで実行されている場合、32ビットCPUに存在していたレジスタのサブセットのみが使用可能です。

しばらくの間浮動小数点に戻ると、32ビットモードでは、浮動小数点演算は、元はIntel 8087数学コプロセッサー用に設計された命令セットを使用して行われます。これは、その機能を最大限に活用することをかなり困難にするモデルを使用します。Intel（およびAMD）は、最近「ストリーミングSIMD拡張機能」、つまりSSEを追加しました。ほとんどの64ビットコンパイラは、8087互換の浮動小数点の代わりにSSEを使用できる/しないコードを生成します。SSEの「SIMD」は「単一命令、複数データ」の略です。これは、1つの SSE命令が2つの別々のデータに対して2 つの浮動小数点演算を実行できることを意味します。これは必ずしも速度を2倍にするわけではありませんが、通常は速度を少なくとも少し改善します。

最後に、一般的に少し不公平な比較の一部があることをおそらく指摘する必要があります。新しいOSをインストールすると、かなり長い間使用されているOSよりも、少なくとも常に少し速くなります。プログラムは、データをレジストリ、ハードドライブなどに保存します。追加するデータが多いほど、特定の時点で必要なデータを見つけるための作業が多くなる傾向があります。「レジストリクリーナー」を販売する企業などは、この効果を頻繁に誇張しますが、とにかくある程度は真実です。そのため、ハードドライブを再フォーマットし、まったく同じOSを再インストールするだけであれば、速度の改善が期待できます-古いOSを長期間インストールして使用している場合その改善（全て単独で）、CANかなり充実しています。表示される速度の改善の少なくとも一部は、2つのOSの実際の違いとは無関係です。

もちろん、それ以上のものがありますが、あなたはアイデアを得ます。1つの機能が大きな違いを生むことはそれほど問題ではありません。多くの機能は通常、個々にかなり小さな違いをもたらしますが、それらの多くは、全体としてかなり大きな違いをもたらすために足し合わせます。

32ビットと64ビットとは関係ない場合があります。

あなたの投稿では、「64bitの方が速い」という意味がわかりません。以前に32ビットWindowsがインストールされていたマシンに64ビットWindowsを再インストールしたということを考慮に入れていますか？その場合、ファイル構造の「リセット」は速度の変化を簡単に説明できます。特に再フォーマットした場合、新しいインストールは、ファイルが断片化したり、ディスク容量が少なくなったり、レジストリが乱雑になったりする古いインストールよりも反応がよくなります。

また、ドライバーの1つである可能性もあります。たとえば、新しいビデオドライバーは、古いx86バージョンよりも速く、ベンダーによって最適化されている場合があります。または、ハードディスクドライバの方が優れている場合があります。

簡単に言うと、コンピューターがクロックサイクルごとに64ビット（8バイト）のデータを処理できるからです。プロセッサは、ワードと呼ばれる事前に配置されたビットの形式でデータを受け取ります。x64アーキテクチャの単語は、x86アーキテクチャの単語の2倍のサイズです。プロセッサが実際にデータをより速く処理していない可能性がありますが（Core 2は両方のインストールで2.93 Ghzです）、データをより効率的に処理しています。また、コメントで述べたように、プロセッサがRAMから64ビットワードで読み取るため、すべてのRAMをアドレス指定できます。ウィキペディアから：

非常に多くの場合、現代のコンピューターのワードサイズを指す場合、そのコンピューターのアドレススペースのサイズも記述しています。たとえば、「32ビット」と呼ばれるコンピューターでは、通常32ビットのメモリアドレスも許可されます。バイトアドレス指定可能な32ビットコンピューターは、2 ^ 32 = 4,294,967,296バイトのメモリ、または4ギビバイト（GB）をアドレス指定できます。これは、1つのメモリアドレスを1ワードで効率的に保存できるため、論理的で便利なようです。

64ビットプロセッサの場合、これは2倍ではなく、指数関数的に増加します。

適切なOSサポートを備えた最新のバイトアドレス指定可能な64ビットコンピューターは、2011年時点で実質的に無制限と見なされている2 ^ 64バイト（または16エクスビバイト）に対応できます。

この記事は、少し古くなっていますが、64ビット処理がどのように機能するかについて非常に有益な資料です。

これは実際に2倍のパフォーマンスの向上につながるわけではありません。これは、実際のパフォーマンスが他の多くの変数（ディスク速度、バス速度、プロセッサキャッシュ、使用可能なメモリなど）に依存しているためです。しかし、より多くのOSをメモリにロードし、プロセッサにより効率的に対処できるため、Windowsのパフォーマンスが向上するはずです。

システムが64ビットOSを使用して高速になっている最も大きな理由は、32ビットOSがシステム内のすべてのRAMを利用できないためだと思います。

32ビットOSは、32ビット、つまり4GBの物理アドレス空間を制御できます。このアドレススペースには、システムメモリ、ビデオメモリ、IOデバイスなどが含まれます。1GBの専用ビデオRAMがある場合、使用可能なRAMから最初のGBを差し引くことができます。その後、他のデバイスはおそらく別の200MB程度を差し引きます。

これにより、アプリケーション用のRAMは2.8 GBのみになります。Windows 7ではあまりありません;）

一方、64ビットOSはすべてのRAMを使用できます。

2つの別個の同一のLenovo x100eノートブックに32ビットと64ビットをインストールしました。32ビットには2G RAMがあり、64ビットには4G RAMがあり、32ビットはより速く、よりスムーズに動作し、64ビットよりも遅延が少なく、応答が遅く、応答が遅くなりました。CPUは64ビットCPUです。同じドライバーがインストールされ、両方でWindowsの更新が行われます。64ビットはハイエンドマシン用であり、x64 CPUでもエントリレベルではないと思います。