64 位CPU 在1960年代,便已存在於超級(jí)電腦,且早在1990年代,就有以RISC為基礎(chǔ)的工作站和伺服器。2003年才以x86-64和64位PowerPC 處理器架構(gòu)的形式引入到(在此之前是32位)個(gè)人電腦領(lǐng)域的主流。
一個(gè) 64 位的CPU,內(nèi)部可能有外部資料匯流排或不同大小的位址匯流排,可能比較大或比較;術(shù)語(yǔ)「64位」也常用於描述這些匯流排的大小。例如,目前有許多機(jī)器有著使用 64 位匯流排的32位處理器(如最初的 Pentium 和之後的 CPU),因此有時(shí)會(huì)被稱作「64位」。同樣的,某些 16 位處理器(如 MC68000)指的是16/32 位處理器具有 16 位的匯流排,不過內(nèi)部也有一些 32 位的性能。這一術(shù)語(yǔ)也可能指電腦指令集的指令長(zhǎng)度,或其它的資料項(xiàng)(如常見的 64 位雙精度浮點(diǎn)數(shù))。去掉進(jìn)一步的條件,「64位」電腦架構(gòu)一般具有64 位元寬的整數(shù)型暫存器,它可支援(內(nèi)部和外部?jī)烧撸?4 位「區(qū)塊」(chunk)的整數(shù)型資料。
目前,64位CPU的64位技術(shù)主要有AMD64位技術(shù)和EM64T技術(shù)。
一、AMD64位技術(shù)
AMD64的位技術(shù)是在原始32位X86指令集的基礎(chǔ)上加入了X86-64擴(kuò)展64位X86指令集,使這款芯片在硬件上兼容原來(lái)的32位X86軟件,并同時(shí)支持X86-64的擴(kuò)展64位計(jì)算,使得這款芯片成為真正的64位X86芯片。這是一個(gè)真正的64位的標(biāo)準(zhǔn),X86-64具有64位的尋址能力。
X86-64新增的幾組CPU寄存器將提供更快的執(zhí)行效率。寄存器是CPU內(nèi)部用來(lái)創(chuàng)建和儲(chǔ)存CPU運(yùn)算結(jié)果和其它運(yùn)算結(jié)果的地方。標(biāo)準(zhǔn)的32-bit x86架構(gòu)包括8個(gè)通用寄存器(GPR),AMD在X86-64中又增加了8組(R8-R9),將寄存器的數(shù)目提高到了16組。X86-64寄存器默認(rèn)位64-bit。還增加了8組128-bit XMM寄存器(也叫SSE寄存器,XMM8-XMM15),將能給單指令多數(shù)據(jù)流技術(shù)(SIMD)運(yùn)算提供更多的空間,這些128位的寄存器將提供在矢量和標(biāo)量計(jì)算模式下進(jìn)行128位雙精度處理,為3D建模、矢量分析和虛擬現(xiàn)實(shí)的實(shí)現(xiàn)提供了硬件基礎(chǔ)。通過提供了更多的寄存器,按照X86-64標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的CPU可以更有效的處理數(shù)據(jù),可以在一個(gè)時(shí)鐘周期中傳輸更多的信息。
二、EM64T技術(shù)