AMD 64

AMD 64

x86–64

De Wikipedia, la enciclopedia libre AMD Opteron fue el primer CPU en introducir las extensiones x86–64 en 2003.

x86–64 (también conocido como x64, x86_64 y AMD 64) es la versión de 64 bits del conjunto de instrucciones x86. Soporta una cantidad mucho mayor de memoria virtual y memoria física de lo que le es posible a sus predecesores, permitiendo a los programas almacenar grandes cantidades de datos en la memoria. x86–64 también provee registros de uso general de 64 bits y muchas otras mejoras. La especificación fue creada por AMD, y ha sido implementada por AMD, Intel, VIA y otros. Es totalmente retrocompatible con el código x86 de 16 y 32 bits.1 (p13–14) Debido a que el juego de instrucciones x86 completo de 16 bits y 32 bits está implementado en hardware sin ningún tipo de emulación, los programas ejecutables x86 existentes pueden correr sin ningún tipo de penalización de velocidad o compatibilidad,2 mientras que las aplicaciones existentes que fueron recodificadas para aprovechar las características del nuevo procesador, pueden alcanzar mejoras en el rendimiento.

Antes del lanzamiento, se usaron los nombres “x86–64″ y “x86_64″ para referirse al juego de instrucciones. Tras la publicación, AMD lo llamó “AMD 64”.3 Intel inicialmente usó los nombres IA-32e y EM 64 T antes de utilizar “Intel 64″ para su implementación. Algunos, incluido Apple,4 5 6 usan “x86–64″ y “x86_64″, mientras que otros, notablemente Sun Microsystems7 (ahora Oracle Corporation) y Microsoft,8 usan “x64″ mientras que la familia de sistemas operativos BSD y muchas distribuciones Linux9 10 usan “AMD 64”.

El procesador AMD K8 fue el primero en implementar esta arquitectura; fue el primero en realizar un agregado importante a la arquitectura x86 diseñada por otra compañía que no era Intel. Intel se vio forzada a seguir su ejemplo y lanzar una familia Net Burst? modificada la cual era totalmente compatible en software con la especificación y el diseño de AMD. VIA Technologies introdujo el x86–64 en su arquitectura VIA Isaiah con el VIA Nano.

La especificación x86–64 es diferente de la arquitectura del Intel Itanium (antiguamente “IA-64″), la cual no es compatible con el juego de instrucciones nativo de la arquitectura x86.

Se trata de una arquitectura desarrollada originalmente por AMD a partir de la arquitectura x86, e implementada bajo el nombre de AMD 64. El primer procesador (para computadoras personales) con soporte para este conjunto de instrucciones fue el Opteron, lanzado en abril de 2003. Posteriormente ha sido implementado en múltiples variantes del Athlon 64 y posteriores.

La empresa Intel desarrolló una arquitectura compatible bajo el nombre Intel 64 (antes EM 64 T). La cual ha sido utilizada en el Pentium 4 y posteriores microprocesadores de la compañía. Descripción de la arquitectura

El conjunto de instrucciones del AMD x86–64 (renombrado posteriormente como AMD 64) es una extensión directa de la arquitectura del x86 a una arquitectura de 64 bits, motivado por el hecho de que los 4GB de memoria que son direccionables directamente por una CPU de 32 bits ya no es suficiente para todas las aplicaciones. Algunos de los cambios:

    Nuevos registros. El número de registros de propósito general se ha incrementado de 8 en los procesadores x86–32 a 16, y el tamaño de todos estos registros se ha incrementado de 32 bits a 64 bits. Adicionalmente, el número de registros MMX de 128 bits (usados para las instrucciones extendidas SIMD) se ha incrementado de 8 a 16. Los registros adicionales incrementan el rendimiento.

    Registros MMX (SSE) adicionales: Igualmente el número de registros de 128 bits (usados para las instrucciones SSE) han aumentado de 8 a 16.

    Espacio de direcciones mayor. Debido a la arquitectura de 64 bits, la arquitectura AMD 64 puede direccionar hasta 16 exbytes de memoria. Las implementaciones futuras de la arquitectura del AMD 64 puede proporcionar hasta 2 exabytes de memoria disponible. Si la paginación de memoria se utiliza correctamente, los sistemas operativos de 32 bits podrían tener acceso a algunas de las extensiones de dirección físicas sin tener que realizar la ejecución en modo largo (long).

    Instrucción de acceso a datos relativa al puntero: Las instrucciones ahora pueden hacer referencias relativas al puntero de instrucciones (registro RIP). Esto permite crear código independiente de la posición que permite un código mucho más eficiente en bibliotecas dinámicas y código cargado en tiempo de ejecución.

    Llamadas al sistema más rápidas. Debido a que la segmentación no está soportada en el modo de 64 bits, las llamadas al sistema no tienen las latencias asociadas con almacenar y recuperar la información de segmentación ni tienen que realizar las comprobaciones necesarias de protección a nivel de segmentación. Por lo tanto, AMD ha introducido una nueva interfaz de llamadas al sistema, al que se accede utilizando solamente la instrucción “SYSCALL”. Aunque los sistemas operativos todavía pueden utilizar el sistema de interrupciones para las llamadas al sistema, en el modo de 64 bits utilizar “SYSCALL” es más rápido.

    Instrucciones SSE. La arquitectura AMD 64 incluye las extensiones de Intel SSE y SSE2, las últimas cpus incluyen las instrucciones SSE3 y algunos también las SSE4. También están soportadas las instrucciones del x86 y MMX.

    Bit NX. El bit NX es una característica del procesador que permite al sistema operativo prohibir la ejecución del código en área de datos, mejorando la seguridad. Esta características está disponible en los modos de 32 y 64 bits, y está soportada por Linux, Solaris, Windows XP SP2, Windows Server 2003 SP1.

AMD 64 Estudio de mercado

AMD 64 representa un cambio con el pasado de AMD cuyo comportamiento era seguir los estándares de Intel, aunque mantiene los comportamientos anteriores de Intel extendiendo la arquitectura del x86, desde los 16 bits 8086 hasta los 32 bits 80386, siempre sin eliminar compatibilidad hacia atrás. La arquitectura del AMD 64 la arquitectura de 32 bits del x86 (IA-32) añadiendo registros de 64 bits, con modos de total compatibilidad de 32 bits y 16 bits para software ya existente. Incluso el modo de 64 bits permite compatibilidad hacía atrás, facilitando a las herramientas del x86, como los compiladores pueden ser modificados a la arquitectura AMD 64 con un esfuerzo mínimo. La arquitectura del AMD 64 dispone de características como el bit NX. Implementaciones

Los procesadores siguientes implementan la arquitectura AMD 64:

AMD 64 (K8 - Kryptonite)

AMD Phenom 64 Quad

AMD Athlon 64

AMD Athlon 64 X2

AMD Athlon 64 FX

AMD Opteron

AMD Turion 64 X2

AMD Turion 64

AMD Sempron (todos los que utilizan sockets 754, 939 y AM2)

AMD Phenom (K10)

AMD Phenom II

 AMD Athlon II

AMD FX (Bulldozer, Piledriver, Steamroller, Excavator)

Intel 64

Intel 64 (antes conocida como EM 64 T) es la implementación Intel de la tecnología x86–64. Historia

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