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任天堂64（日语：ニンテンドウ64，Nintendo 64，简称“N64”），是日本任天堂公司开发的家用电视游戏机。于1996年6月23日在日本面世，而北美洲于1996年9月29日、欧洲和澳洲于1997年3月1日、法国于1997年公开发售。最大的创新之处在于首次在手柄上加入了类比摇杆和震动功能。任天堂64上除了诞生了《塞尔达传说 时之笛》和《超级马里奥64》等大作，亦诞生了任天堂全新知识产权（IP）以致往后最畅销的系列品牌：《任天堂明星大乱斗》和《动物森友会》。任天堂64销量为3293万台[3]。下一代产品为任天堂GameCube。另外任天堂当年为中国大陆市场，进行主机及游戏中文化曾推出神游机（iQue Player）作为特制版主机。
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| 其他名称 | Project Reality（内部代号） Ultra 64（计画名称） |
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| 研发商 | 任天堂开发第三部 |
| 制造商 | 任天堂 |
| 类型 | 家用游戏机 |
| 产品世代 | 第五世代 |
| 发布日期 |
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| 生命周期 | 1996年－2003年 |
| 停产日期 |
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| 销售台数 | 全球：3,293万部[2] 日本：554万部 北美：2,063万部 澳欧：675万部 |
| 媒体 | 卡匣、软盘（透过外设64DD） |
| 中央处理器 | 93.75 MHz NEC VR4300 |
| 线上服务 | Randnet（透过外设64DD） |
| 最畅销游戏 | 超级马里奥64（1,189万套） |
| 前代机种 | 超级任天堂 |
| 后继机种 | 任天堂GameCube |
首次公布N64是在1995年11月24日，于日本的第七届Shoshinkai Software展览会。而有关相片则由Game Zero杂志经由互联网发布，而官方报导则于数星期后于初期的Nintendo Power网站，及于第85期任天堂杂志公布。
开放过程中的N64命名代号为Project Reality。这个名称是来自任天堂能够生产出与超级电脑同等的计算机图形界面。公开后将名称改为任天堂超级64 (Nintendo Ultra 64)，64指的是其所装置的64位元处理器。但于1996年2月1日，即5个月后，任天堂更改了名称，删除了"Ultra"。
顾名思义，它使用的是64位元RISC（精简指令集架构）的处理器。值得注意的是，N64问世的时候光碟已经相当普及，但任天堂公司依然使用卡匣作为游戏的储存媒体。
于首次发表N64后，Rareware(英国)及Midway(美国) 两间公司主张使用任天堂64的硬体来制作动作游戏：杀手本能 (Killer Instinct)及 Cruis'n USA，但事实上，最后推出的游戏并没有使用N64的硬件，它们只使用了硬碟及TMS处理器。Killer Instinct是当时最先进的游戏，它的特色在于事先演算了在硬碟中储存的背景动画。
任天堂以创新的手法来招徕顾客，但在这之前，许多的创意性的手法其实已被使用过：第一个64位元的家用主机其实是雅达利Jaguar (虽然这向来有所争议，Jaguar只是拥有两个32位元的中央处理器)；第一个采用类比摇捍的是Vectrex；第一个使用四个手把插孔的主机是Bally Astrocade。但无论如何，任天堂64是第一个运用这些手法而受到热烈欢迎的主机。
任天堂64的系统设计是由Silicon Graphics所负责，SGI的特色在于他们的注册商标---虚拟三十二位元颜色系统 (dithered virtual 32-bit color graphics)。早期的N64开发系统装备了SGI的Indy。
N64是第一个支援mipmapping和抗锯齿绘图技术的家用主机，但N64在图像表现上有所缺陷，因为它缺乏足够的影像记忆体去储存立体图形上的贴图(N64只采用卡匣和扩张RAM)，这使游戏设计者只能使用一些像素低的材质再加上以双线性过滤来做出比较多的模糊效果来补偿这个不足。
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任天堂64是一个使用卡匣来储存游戏的电视游戏机。任天堂之所以选择卡匣，有以下优点：
- 卡匣的读取速度比起光碟快上许多。“读取中……”的画面在许多使用光碟的电视游戏机，如：PlayStation、世嘉土星上看到，而大部分的N64游戏则很少需要读取的时间。
- 卡匣不易复制且复制的成本也很高，如此一来就能够抵抗盗版问题（尽管任天堂所获得的利润会比较低）。但后来还是有人制造了一些未经任天堂认可的唯读光碟器，它们看起来和PlayStation上的一般光碟装置有异，但还是可以为任天堂64读取光碟上的游戏。
- 拥有在卡匣上搭载特殊晶片的可能性，这个方法在一些超级任天堂上的游戏可以看到。
- 大多数的卡匣可以自行储存特有的资料及游戏流程，从而玩家不必购买昂贵的记忆卡。但储存资料需要卡匣中使用电池，其电力通常可维持一整年。
任天堂选择了卡匣作为N64游戏的载体。任天堂原本在1988年与索尼（Sony）签署了合约，要开发超级任天堂的外接光碟装置。但因为索尼坚持他们想接收所有以光碟推出的游戏收益做为回报，以及除了外接光碟装置外，索尼可以发行超级任天堂与光碟装置的整合机种（当时暂定其名为“Play Station”，又称为“任天堂PlayStation”），使得任天堂后来背弃了合约，终止与索尼的合作。任天堂稍后与荷兰的飞利浦（Philips）合作发展超级任天堂的光碟装置，但这个合作计画后来也没有任何下文。而索尼为了抗议任天堂，后来在他们的32位元主机上保留了这个名字（去掉“Play Station”名称之间的空格，成为“PlayStation”）。任天堂也为此控告索尼，后来这个纷争已经平息。
任天堂的卡匣系统的收益已经很难区分。当 N64 游戏通常需要更多的多边形描绘时，有限的 ROM 卡匣容量限制了可用纹理的数量，导致游戏只有平庸的影像效果。之后如《生化危机2》需要更多的储存容量的游戏，当媒体容量允许时，可显示出 N64 更好的图形效果，但这种性能在游戏战争中来得晚并且高价。
同时，任天堂的竞争对手（索尼的PlayStation和世嘉的Sega Saturn）所发行的主机是使用光碟来做为游戏的载体。由于光碟的制造和流通成本较为便宜，将使得第三厂商的花费较少，这使过去原本支持任天堂游戏主机的游戏开发商转而加入任天堂的竞争对手阵营里，以获得较高的利润。而最后，卡匣与光碟这两种储存媒体的争论在《最终幻想VII》的发行平台选择上达到最高点，尽管最终幻想的前六个作品都在任天堂的游戏主机上发行，这个系列作的发行公司史克威尔选择了在索尼PlayStation上发行《最终幻想VII》，这起事件可以说是对任天堂的卡匣式系统发出了个高度的公开谴责，也损害了任天堂的声誉。
N64制作卡匣的成本也远高于CD：一本游戏杂志在此时提到了一个卡匣平均要花费的成本是美金25元，CD则只有美金10元。也因为如此，N64的游戏售价比PlayStation的游戏还高，大部分的PlayStation游戏很少超过美金50元，但N64的游戏售价却在美金70-75元之间。
尽管有著上述的问题，N64仍然发行了许多受欢迎的游戏，主机的生命周期也相当长，N64在这次的游戏主机战争中也取得了第二名的位置（市场占有率40%），另外，第一名则是PlaySation（市场占有率51%），这都是归功于任天堂自主开发的游戏，有如超级马里奥和萨尔达传说系列这一些只在任天堂主机上开发的游戏。而《黄金眼007》、《恶灵古堡2》、《暗影人》、《毁灭战士64》及《雷神之锤II》这一类游戏亦为任天堂64带来一些成年的玩家[来源请求]。
在2001年，任天堂64的下一代主机由以光碟为载体的任天堂GameCube所替代，不过这个主机并不使用主流的CD/DVD技术，而是选择基于MiniDVD技术的GameCube光盘。
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任天堂64平台上共发行了388款游戏。有一些游戏在日本地区独占发行。
由于N64较少第三厂商的支援，因此推出的游戏数量较SFC少，下列是一些任天堂在N64上著名的游戏：
| 玛利欧赛车64 | 玛利欧派对 | 纸片玛利欧 |
| 星际火狐64 | 任天堂明星大乱斗 | 超级玛利欧64 |
| 萨尔达传说 时之笛 | 萨尔达传说 穆修拉的假面 | F-Zero X 未来赛车 |
| 水上摩托64 | 玛利欧高尔夫64 | 精灵宝可梦竞技场 |
| 玛利欧网球64 | 皇家骑士团64 | 动物森友会 |
| 星之卡比64 | 玛利欧派对2 | 玛利欧派对3 |
| 耀西故事 | 1080°滑雪 | 玛利欧高尔夫64 |
| 越野摩托车64 |
《超级玛利欧64》是典型的3D游戏，它和《萨尔达传说 时之笛》都获认为是经典的游戏。而除了任天堂自家开发的游戏之外，Rareware也开发了许多N64的游戏，下列是一些他们颇受欢迎的游戏列表:
- Blast Corps.
- Killer Instinct Gold
- 狄狄刚赛车
- 007 黄金眼
- 阿邦阿卡大冒险以及续作阿邦阿卡大冒险2
- 完美黑暗
- Jet Force Gemini
- 咚奇刚64
- Conker's Bad Fur Day
最后一个在美国发售的N64游戏是2002年8月20日的《托尼霍克职业滑板3》；而欧洲最后一个发售的游戏则是2001年11月16日的《玛利欧派对3》。
在美国G4电视频道的十大家用游戏主机排行中，任天堂64的投票数超过了其他的主机。
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N64主机版 -
N64手把内部构造 -
N64卡匣内部构造
- 微处理器：专属设计 93.75 MHz MIPS R4300i 系列 64-bit RISC CPU
- L1快取：24KB
- 频宽：250 MB/秒
- 运算速度：93 MIPs（百万条指令每秒）
- 由NEC以0.35微米晶体管制程生产
- 记忆体：32Bit Rambus RDRAM （标准4.5MB，可透过扩充套件升级至 9MB）
- 读取速度：562.5 MB/s
- 图像：SGI 62.5 MHz RCP (Reality 协处理器)，包含两个子处理器：
- 声音：16-bit ADPCM 立体声
- 声道：100 PCM （最大，平均16-24）
- 取样：48kHz （最大，CD品质是44.1kHz）
- 媒介：4MB 至 64MB 卡匣
- 体积：260mm x 190mm x 73mm （长x宽x高）
- 重量：2.42lb (1.1kg)
- 控制器：1 模拟手掣；2 个肩钮；1 个数字十字键；6 个按钮、 '开始' 按钮和 1 个数字触发器。
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N64控制器记忆卡 -
N64扩展卡 -
N64震动卡 -
64GB转换器 -
64DD -
N64滑鼠
- 控制器记忆卡 - 插在控制器上面的记忆卡允许玩家储存游戏进度以及设定。任天堂原始的型号提供256KBFlash RAM，其中分页成123页，但是其他第三方提供者的型号则有更多的容量，一般是利用压缩记忆体的方式储存。每个游戏所占用的记忆体页面各有不同。操作器记忆卡在早期的N64游戏中是有用的且必须使用的，经过一段时间后操作器记忆卡的方便性因为资料保存电池（或是Flash Memory）得到发现而消失。Konami的游戏因为他的游戏经常需求操作器记忆卡中三组或是更多的的记忆体空间而饱受恶评（例如Holy Magic Century）。
- 扩展卡 - 这是插在主机扩展记忆槽中的扩展内存卡。它包含4MBRAM存储空间。有少量的游戏支持扩展卡，如完美黑暗（Perfect Dark）和星球大战：侠盗中队（Star Wars: Rogue Squadron）；还有一些游戏，如咚奇刚64（Donkey Kong 64）和萨尔达传说 穆修拉的假面，则需要扩展卡方能游玩。使用扩展卡后，支持扩展卡的游戏通常会提供更高的视频分辨率，或是如完美黑暗（Perfect Dark）般解锁100%的游戏内容。扩展卡与一些游戏捆绑发售，也可以单独购买。Mad Catz公司以更便宜的价格发售了名为High Rez Pack的扩展卡，功能与任天堂官方版本相同。
- 震动卡 - 放置于手把中的周边产品，它可以在游戏进行过程中震动，它已经变成目前家用游戏主机手把的标准配备（当它于1997年随著星际火狐64发售后）。
- 64GB转换器 - 放置于手把中的周边产品，它允许任天堂64在Game Boy和N64的游戏之间转移及交换资料，如玛利欧高尔夫64和玛利欧网球64，宝可梦竞技场这个游戏的游玩就相当倚赖这个装置。为了使用Game Boy Camera的游戏画面拍照功能，Rare的终极黑暗一开始就相容于64GB转换器，但是这项功能并未得到更加广泛的应用。
- 64DD - 官方的任天堂64磁碟机，它在市场上并未获得成功，而且从未于日本境外发售，它的特色在于类似SNES附加装置Satellaview的连线能力。
- 滑鼠 - 这是插在主机控制器埠的周边产品，它主要使用于64DD上推出的游戏，如马里奥艺术家（Mario Artist）。
- RFモジュレータ - 可能是红白机年代电视机专用的转接器。
- 游玩Game Boy游戏的转接器 - 这是一个非官方的转接器，可用来游玩Game Boy游戏，它类似于任天堂官方发行的Super Game Boy，可用来游玩Game Boy Color的游戏（从未发行）。
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- 标准样式
- 一般的任天堂64是暗灰色，人们时常视作“黑色”，但官方的说法是“深灰色”。
- 幻乐样式（Funtastic Series）
- 这个系列使用了在1999年时十分流行的亮色透明塑料（从Apple's Rev C iMac电脑改进而来）这些颜色分别命名为葡萄 （紫色）、冰雪 （蓝色）、西瓜 （粉红）、火焰 （橙色）、密林 （绿色）、以及烟雾 （灰色）来进行销售。之后还发布了称为极限之绿的限定版。此系列中第一个发布的是密林之绿，最初只跟随咚奇刚64捆绑发售。
- 香蕉样式
- 任天堂随著咚奇刚64在美国的首次售卖，推出了新样式的手把，这个手把的主要色系是黄色的，而在手把柄的末端则呈现棕色，看起来就像是一串香蕉。
- 金色样式
- 任天堂随著萨尔达传说：时之笛在日本的首卖，发售了金色的N64手把，稍后也在美国和欧洲市场推出了游戏、手把与金色N64的同时捆绑发售。
- 皮卡丘样式
- 皮卡丘版本的N64顾名思义，在N64的顶端右边有一个皮卡丘的形象，机身为蓝色。作为推广N64的宝可梦作品（例如宝可梦竞技场）而发售。使用了与普通N64完全不同的外观设计，同时，扩展槽也隐藏了。在日本，与蓝色机器同时发售的还有红色的版本。
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每个N64的卡匣都包括了一个称为 CIC 的锁定芯片来防止有制造商制造未经授权的游戏拷贝。不同于以前的版本，N64 lockout chip包含了一个用来计算游戏启动码中校验和的种子值。为了打击使用非法游戏拷贝的行为，任天堂生产了五种不同版本的芯片。如果芯片与游戏启动代码不符，游戏将不会运行。
替代/扩展单元：
- Doctor V64 and Doctor V64jr，由Bung Enterprises Ltd制造
- Z64，由Harrison Electronics制造
- CD64，由Success Compu.制造
N64有一个重要的问题，是纹理缓存只有4KB，这让往渲染引擎载入任何小尺寸、低颜色深度以外的纹理都很困难。
任天堂宣称N64在世界上的销售量为3,293万部。[4]
任天堂在N64卡槽处安装限位器以防止不同国家的软件产生流通，如在美国发卖的卡匣将无法插入日本发售主机的卡槽内。
于1997年10月20日，任天堂公司表示指N64电视游戏机有存在漏电危险，事件中并无人受伤，但公司要求售卖游戏机店铺：如玩具反斗城等全面回收有问题的游戏机。
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