AMD64

AMD64 , også kalt x86-64 , er en 64-bits utvidelse av x86 - instruksjonssettet , som er felles for alle Intel- og AMD -stasjonære prosessorer pluss andre mindre merker.

Historie

Utvidelsen ble introdusert av AMD med sin Athlon 64 -linje med prosessorer , og Intel gjorde prosessorene kompatible kort tid etter, og kalte EM64T -teknologien .

Funksjoner

AMD64-utvidelsen gir flere fordeler og noen mindre ulemper: den adresserbare minneplassen (når pekerne går fra 32 til 64 biter) øker fra 4 GiB til, teoretisk, 16 EiB . I praksis er prosessorene på markedet i dag begrenset til 256 TiB . I tillegg blir prosessoren i stand til å håndtere 64-bits heltall innfødt.

32-bits prosessorer kan kun naturlig håndtere heltall opp til 2 32 , hvoretter de må kombinere flere tall på en ganske komplisert måte. En 64-bits prosessor skyver denne grensen til 16 milliarder milliarder. Flytende poengberegninger påvirkes ikke.

Registrerer

AMD64-arkitekturen har 16 generiske 64-bits registre . De første åtte registrene heter RAX, RBX, RCX, RDX, RSI, RDI, RBP og RSP, og er utvidede versjoner av de tilsvarende x86-registrene: bare den minst betydelige delen av dem kan nås ved å bruke de gamle x86-registernavnene. De andre åtte er de "utvidede registrene" og er indikert med forkortelsene fra R8 til R15.

Navnene EAX, EBX, ECX, EDX, ESI, EDI, EBP og ESP brukes for å få tilgang til de minst signifikante 32 bitene av de første åtte registrene.
16-bits navnene AX, BX, CX, DX, SI, DI, BP og SP er fortsatt gyldige og brukes til å få tilgang til de minst signifikante 16 bitene i de nye registrene.
Navnene AL, BL, CL, DL tillater tilgang til den minst signifikante byten av de tilsvarende registre. I tillegg kan den minst signifikante byten av indeksregistrene nås (noe som ikke er mulig i x86) med navnene SIL, DIL, BPL og SPL. Derfor er for eksempel SIL den lave byten til RSI-indeksregisteret.
Navnene AH, BH, CH, DH gir tilgang til den andre byten av RAX, RBX, RCX og RDX (bit 8 til 15) slik den var i x86-prosessorer. Kodene til disse instruksjonene er imidlertid endret i AMD64-prosessorene og er i konflikt med de som trengs for å få tilgang til den laveste byten av registrene R8 til R15: derfor er det ikke mulig å bruke AH, BH, CH, DH sammen med R8B ... R15B i samme uttalelse.
De 32 minst signifikante bitene i de utvidede registre er indikert med (og aksessert som) navnene R8D til R15D; de 16 minst signifikante bitene er i stedet indikert med navnene fra R8W til R15W, mens den minst signifikante byten er R8B ... R15B.
Det er åtte nye 128-biters XMM-registre, fra XMM8 til XMM15. 64-bits MMX-registrene (MM0 til MM7) er fortsatt tilgjengelige, og som i x86 er de til felles med registrene til x87 FPU (ST0 ... ST7).
IP-instruksjonspekeren har også blitt utvidet til 64 biter og omdøpt til RIP.

Instruksjoner

Som allerede nevnt, er instruksjonssettet litt forskjellig fra det opprinnelige x86. Spesielt noen mindre brukte foreldede koder (AAA, AAD, AAM, AAS, DAA, noen typer PUSH og POP og andre) har blitt omdisponert til andre operasjoner.

Eksisterende instruksjoner for bruk av 64-bits registre er utvidet:

MOV RAX, umiddelbart; laster et tall inn i et 64-bits register JRCXZ L1; hvis RCX er null, hopper den til L1

Nye LODSQ, MOVSQ, COMPSQ, SCASQ, STOSQ strenginstruksjoner for 64-bits verdier har blitt introdusert
LOOP- og LOOPZ-setningene og prefiksene REP, REPZ, REPNZ bruker RCX i stedet for ECX.
XLATB-instruksjonen bruker RBX i stedet for EBX
Noen nye systeminstruksjoner er introdusert
PUSH- og POP-instruksjonene øker / reduserer stabelpekeren med 8 i stedet for 4

Noen AMD64-instruksjoner bruker RIP-relativ adressering for å hente dataene eller koden de trenger.

Fordeler

Fordelene med en 64-bits arkitektur består hovedsakelig i å fremskynde beregninger med tall som opptar RAM-plass større enn 32 biter, som i den forrige 32-bits arkitekturen måtte dekomponeres og deretter settes sammen igjen for å bli behandlet. Utviklingen av kompilatorer har også brakt en betydelig ytelsesfordel til programmer kompilert for 64-bits arkitektur [1] . Økningen i mengden minne som kan installeres representerer da en uunnværlig fordel, både i multimediafeltet (videoredigering, fotoredigering, etc.) og i videospillfeltet.

Ulemper

Operativsystemkompatibilitet

Linux

Gjennom 2004 og tidlig i 2005 var det bare Linux- servere som brukte x86-64-utvidelsene, og drar mest nytte av å kunne adressere mer enn 4 GB minne. For øyeblikket støtter de fleste GNU / Linux-systemer 64-bits arkitektur.

Windows

Fra 25. april 2005 har Microsoft gitt ut en 64-biters versjon av Windows , som lar et bredere spekter av brukere dra nytte av de nye prosessorene.

Andre operativsystemer

Foreløpig har andre mindre populære operativsystemer også en spesifikk utgave for denne typen prosessorer (f.eks . FreeBSD , NetBSD , OpenBSD , Solaris , etc.).

Merknader

^ 32-bit vs. 64-biters systemer , på superuser.com . Hentet 23. mars 2018 .