所谓64位的芯片，实际上是一个能够处理64位的数据块的芯片。一个芯片能够管理多大的内存取决于它所能够处理的数据块的宽度。
因此，32位的芯片能够处理232个地址，或者说是4G的RAM，64位的芯片和操作系统将会极大的增加这个数字，根据现在已经实现的Windows XP专业版x64的定义，它现在能够支持128GB 的RAM以及16TB的虚拟内存，在将来研发的Windows版本中，这个数字仍然够继续增长。现在已经实现的AMD64的芯片架构可以管理到256TB 的内存，在将来发行的版本中，这将可能扩展到2exabytes。
在随后的几十年中，4GB的RAM几乎能够满足所有可以想象得到的应用，但是，在20世纪90年代的早期，64位的CPU就已经开始出现了，当时它的主要目标是特殊类型的计算–比如说视频制作，处理大型数据库等，这些应用需要使用大量的寻址空间。比如说，在一个数据库中，如果能够将整个数据库都能够载入到虚拟内存中的话，那么数据库的运转速率将会有很大提高。英特尔的Itanium曾经试图冲击这个市场，但是由于它与现存的32位软件不能很好的兼容而受阻。
最近，AMD成为销售64位芯片的先锋，它的方法是在64位芯片中包含32位的内存地址，也就是说，如果用户运行32位的应用程序，那么这个芯片也可以当 32位的芯片使用。AMD 将这个架构称之为AMD64，并且已经使用在Opteron 和Athlon 64上开始使用这种CPU。从本质上来说，英特尔在他们的新的芯片上也采用了类似的架构，他们将其称之为EM64T。IBM 销售的64位芯片使用的是Power架构，为了能够在新的苹果计算机（苹果称之为G5）上能够适用，他们采用了PowerPC芯片。如今这些芯片的价格已经和普通的商品价格几乎差不多，而且有很多已经开始应用到价格并不昂贵的桌面系统之中。
从软件方面来看，Unix在这方面处于领先地位，好像在10年前就已经实现了64位。自从1994年开始（连接到Alpha芯片的端口），Unix就已经有了一个64位的版本，最新的符合AMD、英特尔以及IBM架构的版本在几年前就已经出现了。Mac OS X 则是一个混血儿，在经过部分的重新编码后，目前的操作系统和应用程序能够管理4GB以上的内存。
