Um Daten verarbeiten zu können und Zwischenergebnisse zu speichern, hat jeder Prozessor eine Anzahl an internen Speicherzellen, die so genannten Register. Jedes Register hat eine feste Breite die angibt, wie groß die Daten sein können die mit einem Befehl verarbeitet werden.

Ein 32-Bit-Prozessor wie der Intel Pentium 4 oder AMD Athlon XP kann beispielsweise Zahlen von 0 bis über 4 Milliarden in einem Schritt addieren, während alter ein 16-Bit-Prozessor (Intel 80286 CPU) das nur bis 65535 kann, das heißt größere Zahlen in zwei Schritten bearbeiten muss. Zudem hat man in jedem Falle aber eine höhere Geschwindigkeit wenn die internen Register breiter sind, als wenn man kleinere Register kombiniert.

Jeder Prozessor muss die Daten in den Registern auch in den Speicher schreiben. Am besten ist es, wenn der Datenbus daher die Breite der Register hat. Noch einmal der Intel Pentium 4: Dieser hat einen 64 Bit breiten Datenbus, damit mehr Daten auf einmal vom Speicher abgerufen werden können. Jedoch verfügen nur wenige 64-Bit-Prozessoren über 64-Bit-Adressen, der Intel Itanium 1 zum Beispiel hat einen 44 Bit breiten Adressraum . Der größere Adressraum ist für viele Anwendungen das entscheidende, denn vor allem Server mit Datenbankanwendungen können nie genug Speicher haben. 4 GB wie sie mit 32 Bit möglich sind reichen da oft nicht aus .

Einen Spezialfall beschreiben die so genannten SIMD-Operationen (SSE, SSE2), die von einer größeren Verarbeitungsbreite profitieren . Ein 64-Bit-Prozessor kann das wichtige 64-Bit-Format (15 Stellen Genauigkeit) nativ berechnen und ist so schneller - die wesentliche Ursache warum bei Fliesskomma-Benchmarks 64-Bit-Prozessoren führend sind.