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一つの処理で32ビットの数値を扱うことができるマイクロプロセッサーのこと。
明確な定義はないが、一般には、レジスター、整数演算器、データバスなどが32ビット幅であるものをいう。
また、データバスが32ビットの場合は、アドレスバスも32ビット以上に対応したアーキテクチャーが多い。この場合、理論上は232バイト以上、つまり最大で4Giバイト以上のメモリー空間に対応するだけの潜在的能力を持つ。物理アドレス拡張(PAE)対応なら36ビットで236バイトつまり最大64Giバイトの物理メモリー空間が提供される。ただし実際に搭載できるメモリー容量はハードウェアに依存する。
かつて、セガのゲーム機セガサターンでは32ビットマイクロプロセッサーのSH-2を2機搭載して「64ビット級」などと広告されたりもしたが、無茶な話である。
ちなみにPentium Ⅲ以降では実数演算を行なうSIMD命令群(SSE)を持っている。この機能のために、128ビット長のレジスターを新たに8本も搭載した。かといって、Pentium Ⅲを128ビットマイクロプロセッサーと呼ぶことはない。浮動小数点演算器のレジスター長は、「○○ビットマイクロプロセッサー」という時の条件には含まれないらしい。
1980年代に登場し、主流となった。
世界初の32ビットマイクロプロセッサーはIntelのiAPX432であるが、普及はしなかった。
ゲーム機でも様々なものが32ビットマイクロプロセッサーを採用しており、例えばPlayStationではR3000A(34MIPS)が使われている。
主な32ビットマイクロプロセッサーに、次のようなものがある。
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