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什么是64位技术 处理器技术分析

2009年04月21日 diy组装 我要评论
什么是64位技术  什么是64位技术,64位技术又能为你的电脑带来什么样的提升?简单点来说,随着硬件的升级及电脑计算速率的提升,原有的32位带宽已经满足不了硬件升级的需求,这时候特别需要有一条... 09-04-21

  什么是64位技术,64位技术又能为你的电脑带来什么样的提升?简单点来说,随着硬件的升级及电脑计算速率的提升,原有的32位带宽已经满足不了硬件升级的需求,这时候特别需要有一条宽敞的带宽为硬件提供更为宽敞的跑道,以此满足硬件不断升级的需求。
这里的64位技术是相对于32位而言的,这个位数指的是cpu gprs(general-purpose registers,通用寄存器)的数据宽度为64位,64位指令集就是运行64位数据的指令,也就是说处理器一次可以运行64bit数据。64bit处理器并非现在才有的,在高端的risc(reduced instruction set computing,精简指令集计算机)很早就有64bit处理器了,比如sun公司的ultrasparc ⅲ、ibm公司的power5、hp公司的alpha等。
64bit计算主要有两大优点:可以进行更大范围的整数运算;可以支持更大的内存。不能因为数字上的变化,而简单的认为64bit处理器的性能是 32bit处理器性能的两倍。实际上在32bit应用下,32bit处理器的性能甚至会更强,即使是64bit处理器,目前情况下也是在32bit应用下性能更强。所以要认清64bit处理器的优势,但不可太信64bit。//本文来自代码网www.jb51.net转载请注明
目前主流cpu使用的64位技术主要有amd公司的amd64位技术、intel公司的em64t技术、和intel公司的ia-64技术。其中ia- 64是intel独立开发,不兼容现在的传统的32位计算机,仅用于itanium(安腾)以及后续产品itanium 2,一般用户不会涉及到,因此这里仅对amd64位技术和intel的em64t技术做一下简单介绍。
amd64位技术
amd64的位技术是在原始32位x86指令集的基础上加入了x86-64扩展64位x86指令集,使这款芯片在硬件上兼容原来的32位x86软件,并同时支持x86-64的扩展64位计算,使得这款芯片成为真正的64位x86芯片。这是一个真正的64位的标准,x86-64具有64位的寻址能力。
x86-64新增的几组cpu寄存器将提供更快的执行效率。寄存器是cpu内部用来创建和储存cpu运算结果和其它运算结果的地方。标准的32-bit x86架构包括8个通用寄存器(gpr),amd在x86-64中又增加了8组(r8-r9),将寄存器的数目提高到了16组。x86-64寄存器默认位 64-bit。还增加了8组128-bit xmm寄存器(也叫sse寄存器,xmm8-xmm15),将能给单指令多数据流技术(simd)运算提供更多的空间,这些128位的寄存器将提供在矢量和标量计算模式下进行128位双精度处理,为3d建模、矢量分析和虚拟现实的实现提供了硬件基础。通过提供了更多的寄存器,按照x86-64标准生产的 cpu可以更有效的处理数据,可以在一个时钟周期中传输更多的信息。
em64t技术
intel官方是给em64t这样定义的:em64t全称extended memory 64 technology,即扩展64bit内存技术。em64t是intel ia-32架构的扩展,即ia-32e(intel architectur-32 extension)。ia-32处理器通过附加em64t技术,便可在兼容ia-32软件的情况下,允许软件利用更多的内存地址空间,并且允许软件进行 32 bit线性地址写入。em64t特别强调的是对32 bit和64 bit的兼容性。intel为新核心增加了8个64 bit gprs(r8-r15),并且把原有grps全部扩展为64 bit,如前文所述这样可以提高整数运算能力。增加8个128bit sse寄存器(xmm8-xmm15),是为了增强多媒体性能,包括对sse、sse2和sse3的支持。
intel为支持em64t技术的处理器设计了两大模式:传统ia-32模式(legacy ia-32 mode)和ia-32e扩展模式(ia-32e mode)。在支持em64t技术的处理器内有一个称之为扩展功能激活寄存器(extended feature enable register,ia32_efer)的部件,其中的bit10控制着em64t是否激活。bit10被称作ia-32e模式有效(ia-32e mode active)或长模式有效(long mode active,lma)。当lma=0时,处理器便作为一颗标准的32 bit(ia32)处理器运行在传统ia-32模式;当lma=1时,em64t便被激活,处理器会运行在ia-32e扩展模式下。
目前amd方面支持64位技术的cpu有athlon 64系列、athlon fx系列和opteron系列。intel方面支持64位技术的cpu有使用nocona核心的xeon系列、使用prescott 2m核心的pentium 4 6系列和使用prescott 2m核心的p4 ee系列。//本文来自代码网www.jb51.net转载请注明

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