Muitos dos comentários sobre a questão são falsos. Cada CPU que pode ser executado no modo x86-64 longo pode executar um sistema operacional de 16 bits ou 32 bits. Não há CPUs x86-64 que derrubaram o suporte de 32 bits. (Os PDFs do manual de arquitetura da Intel estão em seu site, consulte o wiki da tag x86 do Stackoverflow .
AFAIK, o BIOS só pode ser usado no modo de 16 bits, portanto, após um sistema operacional inicializar e alternar a CPU para o modo protegido de 32 bits, ou modo de 64 bits, o BIOS não importa. O sistema operacional precisa de drivers para falar diretamente com o hardware.
AFAIK, qualquer placa-mãe capaz de inicializar uma CPU compatível com 64 bits funcionará no modo de 64 bits. A CPU não precisa funcionar com uma voltagem diferente ou qualquer coisa no modo de 64 bits. Portanto, basta verificar a lista de compatibilidade da CPU do seu mobo.
O firmware BIOS / UEFI fornecido com uma placa-mãe é específico para essa placa-mãe e as CPUs suportadas, não para x86-32 ou x86-64. Há pelo menos um projeto ( Coreboot, anteriormente LinuxBios ) destinado a desenvolver firmware de código aberto para substituir BIOS de fornecedores, mas tem que ser portado especificamente para cada peça diferente de hardware em uma máquina.
Não existem mais CPUs x86 principais que não suportam o modo x86-64. O último foi provavelmente Atom , mas eles não vêm em pacotes com soquete, AFAIK, então A atualização de uma placa Atom para uma nova CPU de 64 bits está fora de questão.
Para CPUs de desktop, havia placas-mãe que suportavam CPUs de 32 bits e CPUs de 64 bits. Socket 478 foi usado por P4 Northwood e Willamette (32 bits) e início P4 Prescott (primeira CPU IA-32e da Intel x86-64). Mais tarde, o P4 usou o LGA 775, que também foi usado pelo Core2.
Qualquer sistema que você considere comprar atualmente suporta o modo de 64 bits, mesmo que ainda seja vendido com software obsoleto de 32 bits instalado. (Ou é uma coisa pequena com uma CPU de 32 bits apenas soldada).