64ビット
その変換ソフトウェアを新たなアーキテクチャ向けに移植すれば、OSを含めた全ソフトウェアはそのまま新アーキテクチャに移行可能である。これは実際に、IMPIという32/48ビット命令セットから64ビットPowerPCに移行する際に行われた。IMPIとPowerPCの命令セットは全く異なるもので、単なる同一アーキテクチャの32ビット版から64ビット版への移行よりも大きな転換であった。
64ビットアーキテクチャは、デジタルビデオ、科学技術計算、大規模データベースといった大きなデータを扱うアプリケーションでは有利なのは明らかだが、それ以外のアプリケーションについて、64ビットシステムの32ビット互換モードと同一価格帯の32ビットシステムではどちらの性能がよいかについては議論がある。
サンの64ビット版Java仮想マシンは32ビット版よりも立ち上がりが遅い。これは、64ビット版ではJITコンパイラのサーバ版 (C2) しか実装していないためである。JITコンパイラのクライアント版 (C1) が生成するコードの効率は悪いが、コンパイル処理が高速である。
64ビットプロセッサは、1960年代から一部のスーパーコンピュータで使われており、1990年代初期からRISCベースのワークステーションやサーバで使われてきた。2003年には、x86-64と64ビットPowerPCプロセッサが登場し、それまで32ビットが主流だったパーソナルコンピュータ市場でも64ビットCPUが使われるようになった。
他のビット数のプロセッサと同様に、プロセッサ内部のビット数と、プロセッサ外部のデータバスやアドレスバスのビット幅は、異なる場合がある。通常、オペレーティングシステム (OS) を含めてソフトウェアの観点では内部(論理)、物理配線などの観点では外部(物理)が重要である。
例えばPentium Proは、プロセッサ内部は32ビットだが、外部アドレスバスは36ビット幅、外部データバスは 64ビット幅で、浮動小数点ユニットは80ビットである。また一部の16ビットプロセッサ(例えばMC68000)は、外部バスは16ビットだが、内部は一部32ビットの能力があることから、「16/32ビットプロセッサ」などと呼ばれていた。他にも、コンピュータの命令セットにおける命令のサイズや、何らかのデータ(例えば、64ビット倍精度浮動小数点数など)のサイズを指して使われる。
一般には「64ビット」コンピュータ・アーキテクチャと言えば、整数レジスタが64ビット幅で、64ビットの整数データを(内部的にも外部的にも)サポートしていることを意味するが、どの観点のビット数なのかは要注意である。
一般的なアプリケーションでは32ビットCPUでも64ビットCPUと同等の速度であることが多いため、64ビットCPUではメモリ搭載量が大幅に増やせることにメリットがあると言える。
主な64ビットのプロセッサには以下がある。
マイクロプロセッサ(詳細は 64ビットマイクロプロセッサ も参照) ARMのARMv8-Aアーキテクチャを採用したプロセッサ(Apple A7以降、Tegra K1など) ミップス・テクノロジーズ (MIPS) のMIPSアーキテクチャ(R4000以降) IBMのPOWER(POWER3以降およびRS64)、PowerPC(G5以降) ヒューレット・パッカード (HP) のPA-RISC (PA-8000以降) ヒューレット・パッカード (HP) のAlpha (旧DEC、旧コンパックの製品。最初から64ビット) サン・マイクロシステムズ (SUN) のSPARC (SPARC64以降) アドバンスト・マイクロ・デバイセズ (AMD) のAMD64 (Opteron、Athlon 64、Turion 64など) インテルのIntel 64(Xeon Nocona以降。詳細は x64#Intel 64を採用するCPU を参照) インテルのIA-64(Itaniumなど。Intel 64とは別規格) AppleのM1, M1 Pro/Max/Ultra, M2
マイクロプロセッサ以外 IBMの z/Architecture (zSeries、System zなど)