Źródło: wikipedia
Procesor 64-bitowy zdolny jest do obsłużenia 64-bitowego systemu operacyjnego. 64 bity oznaczają w tym przypadku liczbę komórek (o wielkości 1 bajta) do zaadresowania. Architektura 64-bitowa, zwana również AMD64 lub w czasie późniejszym – x86-64 i x64, umożliwia również zarządzanie pamięcią operacyjną wynoszącą powyżej 4 GB (w przeciwieństwie do architektury 32-bitowej obsługującej pamięć operacyjną do 4 GB). Liczby całkowite 64-bitowe dodawane są w tym przypadku do jednostki arytmetyczno-logicznej (cyfrowy układ ALU, część procesora odpowiadająca za proste operacje wykonywane na liczbach całkowitych). Zaletą procesora 64-bitowego jest możliwość uruchomienia zarówno aplikacji napisanych w architekturze 64-bitowej, jak i 32-bitowej.
Pierwsze procesory wykonane w takiej architekturze pojawiły się w 2003 roku: Athlon 64 (obsługujący 32- i 64-bitowe aplikacje, posiadający ograniczenie w postaci niemożności pracy w układzie zawierającym więcej niż jeden procesor) oraz przeznaczony do serwerów i klastrów obliczeniowych AMD Opteron (oparty na jądrze AMD K8).
Jak wspomniano wyżej, stworzenie procesora w architekturze 64-bitowej spowodowane było rosnącym zapotrzebowaniem na zwiększoną przestrzeń adresową, zawierającą m.in. dane jądra systemu operacyjnego. Wdrożenie instrukcji x86_64 wykorzystującej 64-bitowe operandy (czyli zbiór procesów, na których wykonuje się określone działania) przyczyniło się do zwiększenia przestrzeni adresowej, a co za tym idzie możliwe było użytkowanie aplikacji czy software’u wykorzystującego znaczne ilości danych.
Zastosowanie technologii AMD64 przyczyniło się również do wielu zmian, takich jak:
- wprowadzenie rozkazów SSE (Streaming SIMD Extensions) wykonujących m.in. operacje zmiennoprzecinkowe na czteroelementowych wektorach,
- zwiększenie rejestrów procesora z 8 do 16, a co za tym idzie, zwiększenie liczby operandów do 64 oraz ogólnej wydajności do 15%,
- dodanie nowej technologii odpowiedzialnej za stronicowanie pamięci NX-bit (NX znaczy „no execute”, czyli „nie wykonuj”), którą można spotkać w procesorach zawierających jądro K8),
- adresowanie „RIP-relative” mające na celu poprawę efektywności kodu odnoszącego się do bibliotek programistycznych.
Architektura procesorów 64-bitowych zakłada pracę w dwóch trybach:
- Legacy, czyli tryb domyślny, mający zastosowanie w prostych systemach jak MS-DOS (system operacyjny 16-bitowy) oraz Windows XP (32-bitowy),
- Long, w którym możliwe jest uruchomienie aplikacji zarówno 64- jak i 32- i 16-bitowych.
Podsumowując, procesor 64-bitowy wpływa na to, jakie aplikacje możemy uruchamiać oraz na ogólną wydajność komputera. W sklepach dostępne są 64-bitowe procesory zawierające do 6 rdzeni, co wpływa na zwiększenie mocy obliczeniowej i szybszą obsługę aplikacji i programów.