AMD64
Sivulta puuttuu AMD64 (rinnastetaan yleisesti Intelin vastaavan 64-bittisen EM64T-arkkitehtuurin kanssa nimiin x86-64, x86_64 ja x64) on AMD:n kehittämä 64-bittinen suoritinarkkitehtuuri. AMD64 on x86-arkkitehtuurin laajennus, ja se tukee vanhoja x86-käskyjä suoraan niitä varten varatuissa toimintatiloissa säilyttäen yhteensopivuuden vanhempien ohjelmistojen kanssa. AMD64-käskykantaa käytetään nykyään AMD:n Athlon-, Athlon 64-, Athlon 64 X2-, Turion 64- ja Opteron-perheiden suorittimissa sekä uusimmissa Sempron-suorittimissa. Myös Intel on kehittänyt oman EM64T-nimisen toteutuksensa AMD64-käskykannasta.
Sisällysluettelo |
Arkkitehtuurin eroja x86:een nähden [muokkaa]
- Enemmän rekistereitä. Yleiskäyttöisten rekisterien määrä on nostettu x86-32:n kahdeksasta kuuteentoista.
- Suurempi osoiteavaruus. Virtuaalisen osoiteavaruuden kokoa on kasvatettu 32 bitistä 48 bittiin. AMD64-arkkitehtuurissa suurin osoitettava muistin määrä on siis 256 tebitavua, kun x86-32-arkkitehtuurissa se oli vain 4 gibitavua. Lisäksi osoittimien käyttämättömien bittien käyttöä on rajoitettu siten, että arkkitehtuuria on helppo myöhemmin laajentaa 64-bittiseen osoiteavaruuteen säilyttäen yhteensopivuus vanhoihin käyttäjätason ohjelmiin, vaatien muutoksia vain käyttöjärjestelmän muistinhallinnalta.
- Muistin osoittaminen suhteessa ohjelmalaskuriin (englanniksi instruction pointer relative data access - lyhyemmin RIP relative data access). Muistiin pystyy AMD64-arkkitehtuurissa viittaamaan myös suhteessa ohjelmalaskuriin, mikä mahdollístaa osoiteriippumattoman koodin.
- SSE-käskykanta. AMD64-arkkitehtuuri sisältää Intelin SSE- ja SSE2-käskykannat, ja uudemmat E-sarjan suorittimet tukevat myös SSE3-käskykantaa. Myös x87- ja MMX-käskyt ovat tuettuja.
- NX-bitti. NX-bitti on suojausteknologia, joka mahdollistaa tiettyjen muistialueiden merkitsemisen suorituskieltoon. Näin pyritään ehkäisemään puskuriylivuotohaavoittuvuuksien aiheuttamia haittoja.
Toimintatilat [muokkaa]
| Toimintatila | Vaadittu käyttöjärjestelmän tyyppi | Sovellusten uudelleenkääntäminen tarvitaan | Osoitteen oletuskoko | Operandin oletuskoko | Rekisterilaajennukset | Tyypillinen yleiskäyttöisen rekisterin koko | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Long mode | 64-bittinen tila | Uusi 64-bittinen käyttöjärjestelmä | kyllä | 64 | 32 | kyllä | 64 |
| Yhteensopivuustila | ei | 32 | ei | 32 | |||
| 16 | 16 | 16 | |||||
| Legacy Mode |
Suojattu tila | Vanha 32-bittinen käyttöjärjestelmä | ei | 32 | 32 | ei | 32 |
| 16 | 16 | ||||||
| Virtuaalinen 8086-tila | 16 | 16 | 16 | ||||
| Reaalitila | Vanha 16-bittinen käyttöjärjestelmä | ||||||
Historia ja strategia [muokkaa]
AMD64 toi mukanaan monia uudistuksia, joiden merkitys koneiden suorituskyvyn kannalta on paljon suurempi kuin 64-bittisten laajennusten. Pohjoissiltapiirin toiminnallisuuden integroiminen suorittimeen ja HyperTransport-väylän käyttöönotto nostivat koneiden suorituskykyä. Merkittävin uudistus oli muistinohjaimen integroiminen suorittimeen, jolloin se toimii suorittimen kellotaajuudella ja latenssi laski huomattavasti. Socket 939- ja 940-malleissa on kaksikanavainen muistinohjain ja nopeampi Hyper Transport kuin Socket 754-malleissa. Vuonna 2005 AMD on julkaissut kesä-heinäkuun aikana 64-bittiset Sempronit ja kaksiytimisiä suorittimia. Kaikkiin Socket 939-emolevyihin voi asentaa tuplaydinsuorittimen, mutta BIOS:in on oltava tarpeeksi uusi. AMD64-arkitehtuuria kehittäessä huomioitiin moniytimiset suorittimet. Keväällä ja syksyllä 2006 AMD siirtyi käyttämään DDR2-muistia ja uusi suoritinkantojaan. Uudet kannat ovat Socket AM2 työpöydälle, Socket S1 kannettaviin sekä Socket F palvelimiin.
AMD:n tulevaisuusstrategia eroaa selvästi pääkilpailija Intelin strategiasta. Kun uusi AMD64 "Hammer"-arkkitehtuuri sisältää tuen perinteiselle x86-käskykannalle, Hammerin oma 64-bittinen tila on ainutlaatuinen AMD:n suorittimille ja epäyhteensopiva Intelin 64-bittisen IA64-arkkitehtuurin kanssa, jota käytetään Intel Itanium-suorittimessa. Tekniseltä näkökannalta AMD:n suhteellisen suora irtiotto x86-arkkitehtuurista näyttäisi ainakin aluksi tuottavan paremman hinta-laatusuhteen kuin Itanium ja sen seuraajat. Kun AMD64-arkkitehtuuria käyttävät suorittimet julkaistiin, oli epäselvää, ottavatko järjestelmäsuunnittelijat ja kuluttajat riskin investoimalla arkkitehtuuriin, joka poikkeaa Intelin ratkaisuista. AMD:n strategia 64-bittisten suorittimien suhteen oli nykytietojen perusteella oikea, sillä yhtiön pahin kilpailija Intel joutui julkaisemaan Pentium 4-suorittimestaan 64-bittisen version, jonka käskykanta on miltei täysin yhteensopiva AMD64-arkkitehtuurin kanssa. Syynä Intelin julkaisuun oli AMD:n suorittimien kasvavat markkinaosuudet. Käskykannoissa on kummallakin yhtiöllä muutamia omia käskyjään, mutta erot ovat niin pieniä että Microsoft julkaisi x86-64 suorittimille vain yhden 64-bittisen Windows-version.
Aiheesta muualla [muokkaa]
- AMD:n omia ilmaisia dokumentteja aiheesta (englanniksi)
