x86-64 (x64) — 64 bites processzor-architektúra, AMD64 és Intel64

Történet és szabványosítás

Az AMD az ezredforduló környékén dolgozta ki az AMD64 kiterjesztést, és az első kereskedelmi termékekben (pl. Opteron, Athlon 64) a 2000-es évek elején jelent meg. Az Intel eredetileg az Itanium (IA-64) architektúrát támogatta külön 64 bites irányként, de végül bevezette saját megvalósítását az x86-64 kompatibilitásra (Intel 64). Az iparági elfogadottság és a visszafelé kompatibilitás miatt az x86-64 gyorsan elterjedt, és ma a legtöbb asztali, laptop és szerver platformon ez a domináns 64 bites architektúra.

Fő jellemzők

• Több és szélesebb általános célú regiszter: 64 bites regiszterek és nyolc további regiszter (R8–R15) a teljesítmény javítására.
• Megnövelt címtér: nagyobb virtuális és fizikai memória kezelése (kezdetben 48 bites kanonikus címzés, amely később bővíthető volt a gyártói megvalósításokban).
• Long mode és compatibility mode: a processzorok hosszú (64 bites) üzemmódot támogatnak, valamint kompatibilitási üzemmódot a 32 bites alkalmazások futtatásához; a 16 bites kód támogatása hosszú módban korlátozott.
• RIP-relatív címzés és új utasítások, amelyek egyszerűsítik a pozíciófüggetlen kódot (pl. megkönnyíti a dinamikusan betöltött könyvtárakat).
• Biztonsági és kiterjesztett funkciók: például a NX/XD (no-execute) bitek a memória védelemhez, további CPU-szintű biztonsági és teljesítmény-optimalizálási lehetőségek.

Kompatibilitás és visszafelé kompatibilitás

Az x86-64 egyik fontos előnye, hogy megtartja az IA-32 alkalmazások futtatásának lehetőségét: egy 64 bites operációs rendszer általában képes 32 bites (x86) programokat futtatni kompatibilitási rétegen keresztül. Ugyanakkor a 64 bites mód (long mode) maga nem támogatja közvetlenül a 16 bites régi kódokat, így régi, 16 bites alkalmazások futtatása további megoldásokat (emulációt, virtualizációt) igényelhet.

Operációs rendszerek és szoftverek támogatása

Majdnem minden jelentősebb operációs rendszer támogatja az x86-64 architektúrát: különböző Windows x64 kiadások, Linux disztribúciók, BSD rendszerek és az Apple macOS is rendelkezik x86-64 támogatással. A modern szoftverek többsége elérhető 64 bites változatban, amely kihasználja a nagyobb regiszterkészletet és a kibővített memóriahozzáférést.

Elnevezések és megjegyzések

A különböző elnevezések néha zavart okoznak: AMD64 (AMD), Intel 64 vagy korábbi néven EM64T (Intel), illetve általánosan használt x86-64 és rövidítve x64. Mind ugyanarra az alapvető, visszafelé kompatibilis 64 bites kiterjesztésre utalnak. Az x86-64 mára a személyi számítógépek és szerverek szabványos 64 bites architektúrájává vált.