Arquitectura x64

Arquitectura x64

Arquitectura x64 (también conocido como x86-64, y AMD64) 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 retro-compatible con el código x86 de 16 y 32 bits.

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, mientras que las aplicaciones existentes que fueron recodificadas para aprovechar las características del nuevo procesador, pueden alcanzar mejoras en el rendimiento.

Historia

Antes del lanzamiento, se usaron los nombres "x86-64" y "x86_64" para referirse al juego de instrucciones. Tras la publicación, AMD lo llamó "AMD64". Intel inicialmente usó los nombres IA-32e y EM64T antes de utilizar "Intel 64" para su implementación. Algunos, incluido Apple, usan "x86-64" y "x86_64", mientras que otros, notablemente Sun Microsystems (ahora Oracle Corporation) y Microsoft, usan "x64" mientras que la familia de sistemas operativos BSD y muchas distribuciones Linux usan "AMD64".

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 NetBurst 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.

Se trata de una arquitectura desarrollada originalmente por AMD a partir de la arquitectura x86, e implementada bajo el nombre de AMD64. 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 EM64T). La cual ha sido utilizada en el Pentium 4 y posteriores microprocesadores de la compañía.

AMD64

AMD64 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 AMD64 extiende 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 que las herramientas del x86 como los compiladores puedan ser adaptadas a la arquitectura AMD64 con un esfuerzo mínimo. La arquitectura del AMD64 dispone de características como el bit NX.

Implementaciones

Los procesadores siguientes implementan la arquitectura AMD64:

• ·         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 EM64T) es la implementación Intel de la tecnología x86-64.

Durante mucho tiempo de la historia, AMD ha producido y distribuido procesadores basados en los diseños originales de Intel, pero en un giro de la historia, Intel, al ver la oportunidad, adoptó la arquitectura x86-64 de AMD, creada como una extensión de la línea de procesadores x86 propios de Intel. Como AMD luego renombró su arquitectura a AMD64, Intel de igual manera renombró la suya a Intel 64.

Implementaciones

Esta arquitectura está implementada en los siguientes modelos de procesadores:

• ·         Core i7
• ·         Core i5
• ·         Core i3
• ·         Core 2 Quad
• ·         Core 2 Extreme
• ·         Core 2 Duo
• ·         Intel Pentium Dual Core
• ·         Intel Atom
• ·         Xeon Serie 7xxx
• ·         Xeon Serie 5xxx
• ·         Xeon LV
• ·         Serie 9xxiop
• ·         Serie 8xx
• ·         Pentium D
• ·         Celeron M serie 5xx
• ·         Pentium 4 720 Extreme Edition
• ·         Pentium 4 630
• ·         Serie 6xx
• ·         Pentium 4 524
• ·         Serie 5x6
• ·         Serie 5x1
• ·         Celeron D 355
• ·         Celeron D 331
• ·         Serie 3x6
• ·         Serie 3x1

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Diferencias entre AMD64 e Intel 64

Aunque existe un alto nivel de compatibilidad a nivel binario, se pueden encontrar pequeñas diferencias entre los dos conjuntos de instrucciones. Un ejemplo menor es el añadido de la instrucción CMPXCHG16B (que intercambia dos palabras de 64 bits), una extensión de la instrucción CMPXCHG8B presente en la mayoría de los procesadores x86 del mercado; los primeros procesadores AMD no disponían de esta instrucción, por lo tanto todos los procesadores EM64T la incluyeron.