在Windows XP的歷史上，微軟先後發布支援兩種不同架構的64位版本。但它們都沒有像32位版那樣在市場上取得成功。
Windows XP 64-bit Edition
编辑
主条目：Windows XP 64位版
2001年10月當Windows XP正式發布時，微軟發布針對安騰處理器的版本Windows XP 64-Bit Edition，成為當時Windows XP家族中的一員。專業版中的多數多媒體相關的功能並不包含於這個版本中，從功能的角度上看它與專業版不處於同一水平。加之它多由基於安騰處理器的工作站系統一同出售，沒有採用前兩個版本所採用的系統激活策略，因此不能將它簡單的看作是專業版的安騰化，而是單獨的一個適用於64位運算的XP版本。由於安騰所採用的IA-64架構與IA-32有本質的區別，為了保證平滑的過渡，這類處理器往往內置一個x86運行引擎來單獨運轉x86指令。而為了兼容基於IA-32的軟體，在這個版本中內置WoW64(Windows on Windows 64-bit)的軟體層來捕捉IA-32指令，並將處理器陷入x86引擎來進而運轉軟體。然而這個引擎的性能並不理想，加之對這一版本支援的軟體屈指可數。微軟在2002年發布Service Pack 1後，便被後文中所提到的版本取代。
微軟在2003年3月28日發佈了針對第二代安騰處理器的Windows XP 64-Bit Edition Version 2003。與前版不同，它包含了很多在專業版中的功能，如媒體播放器。但仍與專業版在功能上不處於同一水平，僅僅是64位版的第二個版本而已。但由於它與Windows Server 2003同時發布，並採用相同的核心代碼，因此它更像是Windows NT 3/4時代的工作站版。在2005年初，隨著最後的安騰工作站供應商惠普的退出，它在Service Pack 1發布之前便被微軟早早的放棄掉了；取而代之的是下文所提及的基於另一個架構的64位版本。
Windows XP Professional x64 Edition
编辑
主条目：Windows XP Professional x64 Edition
早在Windows XP發布之初，微軟便有意向支持基於AMD64架構的處理器，但由於成型的處理器並沒有大量生產，加之安騰先一步的出現，使微軟對它處於一種保守的支持態度。最早的公眾可見版是2003年9月發布的Windows XP 64-Bit Edition for AMD Opteron and AMD Athlon 64 systems，事實上它是Windows XP 64-Bit Edition Version 2003的AMD64化，基於開發過程的Service Pack 1代碼庫。由於當時英特爾期待向安騰的過渡，遲遲未將傳說中的64位Yamhill處理器公眾於世，這使得AMD64搶先一步被微軟所接納。AMD64並不是一個革新的架構，而是類似於80286到80386的衍變，並且這類處理器使得基於IA-32架構的軟件可以在性能不受損的情況下運轉，保留了原有軟件的投入並加速了應用軟體向64位的過渡。鑒于此勢英特爾後來發佈的處理器對這個架構盡可能的支持(兼容)，對這一支持技術英特爾先後稱為Intel EM64T和Intel64；為了避免混誵而將安騰處理器使用的架構IA-64稱為Itanium Processor Architecture（安騰處理器架構）。
隨著基於AMD64處理器的平民化，加之雅典奧運開幕式左右英特爾發布第一款支持EM64T的Pentium 4後，逐步的將全線主流產品轉入對64位元運算的支持，使得大部分當時的電腦都具有運行64位系統的潛能。相對於安騰全平台革新性的做法，這類平台並沒有明顯的變化。這些特性催促著微軟可以開發出一個利用這個架構特性的64位專業版。終於在2005年3月微軟發布了支持這一架構的Windows XP Professional x64以及和它對應的伺服器版本——保留了微軟自Windows NT 3.0以來發布視窗的傳統。在這個版本中AMD64與EM64T處理器被同時支持，冠以x64下。
Windows XP Professional x64 Edition
儘管微軟的安騰桌面平台的支持終於Windows XP 64-Bit Edition Version 2003——未能像伺服器部分進入到了後來的Serivce Pack階段，但更多的設計初衷在這一架構中得到了借尸還魂；並且它也包含了專業版中的完整功能，使得它成為64位版與專業版在功能化的最終繼承。
功能與特點
编辑
微軟桌面產品對64位運算的第一次支援，更多處理器和更大內存的支持。
通過Windows on Windows 64軟體層提供對原32位應用軟體的支援，摒棄了對DOS和16位視窗軟體的支援。
在安騰版本中第一次引入了對Intel EFI固件桌面級的支援，而x64位版則延遲到了Windows Vista SP1時代。