【转载】x86和x64

x86是对基于intel处理器的系统的标准缩写。X与处理器没有任何关系，它是一个对所有*86系统的简单的通配符定义，是一个 intel通用计算机系列的编号，也标识一套 通用的计算机指令集合，由于早期intel的CPU编号都是如8086，80286来编号，由于这整个系列的CPU都是指令兼容的，所以都用X86来标识所使用的指令集合如今的奔腾、P2、P4、赛扬系列都是支持X86指令系统的,所以都属于X86家族。 

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，但不可迷信64bit。 

要实现真正意义上的64位计算，光有64位的处理器是不行的，还必须得有64位的操作系统以及64位的应用软件才行，三者缺一不可，缺少其中任何一种要素都是无法实现64位计算的。

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。