AMD64
AMD64 ist die x64-Implementierung der IA-32-x86-Architektur, die es auf x86-Prozessoren des Herstellers AMD u. a. ermöglicht, direkt mehr als 4 GiB Arbeitsspeicher zu adressieren. Die Befehlssatzerweiterung wurde ursprünglich 1999 für die K8-Generation von AMD entwickelt und ist seit 2003 mit den Opteron-Server-Prozessoren verfügbar.
Intel 64 ist die weitestgehend zu AMD64 kompatible Erweiterung für x86-Prozessoren von Intel. Der native 64-Bit Modus AMD64, in welchem 64-Bit-Register und Adressen zur Verfügung stehen, ist intern auch als long mode bekannt. Dieser folgt nach und ist sukzessiv aufbauend auf dem Real- respektive dem Protected Mode.
Geschichte
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]In den 1990er Jahren gab es bereits zahlreiche 64-Bit-Prozessoren. Der hauptsächlich bei PCs eingesetzte x86-Prozessor war bereits 1985 mit dem Intel 80386 von einer 16-Bit- auf eine 32-Bit-Architektur (damals i386-Architektur, retronym IA-32 bezeichnet) erweitert worden. Aufgrund eines Lizenzaustauschabkommens zwischen Intel und AMD konnten beide Firmen Erweiterungen von der jeweils anderen auch in den eigenen x86-Prozessoren verwenden.
Ende der 1990er Jahre wollte nun Intel ebenfalls ins Geschäft mit 64-Bit-Prozessoren einsteigen, entwickelte dazu jedoch eine neue Prozessorarchitektur, die mit x86 nichts zu tun hatte. Am 4. Oktober 1999 stellte Intel den ersten „Itanium“-Prozessor, das Ergebnis dieser gemeinsamen Arbeit mit HP, vor.[1]
Um zu unterstreichen, dass die Itanium-Architektur die Nachfolge der IA-32-x86-Architektur antreten sollte, nannte Intel diese „IA-64“ – „Intel Architecture 64-Bit.“ IA-32 bezeichnete als „Intel Architecture 32-Bit“ bereits die x86-Architektur des i386, also 32-Bit-x86.
AMD konterte mit einem Gegenentwurf, der auf die bestehende 32-Bit-x86-Architektur IA-32 aufbaute und diese um einen 64-Bit-Modus erweitern sollte: Am 5. Oktober 1999, einen Tag nach der Itanium-Vorstellung, verkündete AMD, an einer Befehlssatzerweiterung unter dem Titel x86-64 zu arbeiten.[2] Im Gegensatz zu Intels 64-Bit-Architektur Itanium/IA-64 baute AMDs Entwurf auf den herkömmlichen 32-Bit-Prozessoren mit IA-32-Befehlssatz auf, deren Register im 64-Bit-Modus verbreitert wurden. x86-64 ist dadurch uneingeschränkt zur bisherigen 32-Bit- und sogar zur 16-Bit-Architektur abwärtskompatibel. Als größter Vorteil erwies sich im 64-Bit-Modus jedoch die Verdoppelung der verfügbaren Register, sodass mit x86-64 nicht nur ein größerer Speicherbereich adressierbar ist, sondern in manchen Fällen Leistungsverbesserungen allein durch die breiteren Register erzielt werden konnten.
Im August 2000 lieferte AMD eine erste Spezifikation[3] und zeigte damit, dass ein sanfter Übergang von 32- auf 64-Bit-Umgebungen bei gleichzeitiger Modernisierung der x86-Architektur möglich war.
Intel beteiligte sich vorerst nicht an der x86-kompatiblen 64-Bit-Erweiterung und konzentrierte sich voll auf Itanium (IA-64), von dem bereits 2001 erste Prozessoren verfügbar waren. Itanium kam jedoch nicht richtig in Fahrt – da die IA-64-Architektur nicht zu x86 (IA-32) kompatibel war, musste die Software erst dafür geschrieben werden, was Zeit kostete.
Bei AMD dauerte es zwar bis zum April 2003, bis erste Opteron-Prozessoren mit der bei der Veröffentlichung in AMD64 umgetauften 64-Bit-Erweiterung verfügbar waren, diese wurden jedoch vom Markt sehr gut angenommen. Bestehende 32-Bit-x86-Software lief auch im 64-Bit-Modus, ohne verändert werden zu müssen. Mit den Opteron-Prozessoren erreichte AMD eine signifikante Beteiligung im x86-Servermarkt.
x86-64
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Ab Mitte der 2000er Jahre wurde AMD64 (vormals x86-64) und Intel 64 (vormals EM64T) auch mehr und mehr in Desktop-Prozessoren integriert. So gut wie alle Prozessoren nach der AMD-K8- von AMD sowie der Intel-Core-Mikroarchitektur von Intel bieten die 64-Bit-Befehlssatzerweiterung. Da AMD64 und Intel 64 nahezu identisch sind, hat sich, neben „amd64,“ die Bezeichnung „x64“ für 64-Bit-x86 bzw. 64-Bit-„IA-32“ durchgesetzt – auch in Abgrenzung zur inkompatiblen „Intel Architecture 64-Bit“ IA-64 des Itanium von Intel und HP, die seit 2016 nicht mehr weiterentwickelt wird.
Aufgrund der vielen sehr ähnlichen Bezeichnungen hat sich auch der Entwicklungsname x86-64, vor allem bei Architekturbezeichnungen, erhalten. So geben Kernel von Unix-Betriebssystemen (z. B. Linux oder XNU) bei der Eingabe von uname -m diese Bezeichnung, allerdings mit einem Unterstrich statt einem Bindestrich, aus. Ohne genauen Kontext bezeichnet x86_64 oder „x86-64“ dann sowohl die Implementierung von AMD – „AMD64“ – als auch jene von Intel – „Intel 64.“
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Bezeichnungen x64 und x86-64 grundsätzlich sowohl für AMD64 als auch für Intel 64 stehen. Im Kontext von Software steht jedoch auch amd64 (meist in Kleinbuchstaben) ebenfalls für beide Implementierungen.
Implementierungen
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Folgende Modelle verfügen über eine Implementierung der x64-Architektur AMD64:
- Opteron
- Athlon 64
- Athlon 64 X2
- Athlon 64 FX
- Athlon II
- Turion 64
- Turion 64 X2
- Sempron
- Phenom
- Phenom II
- FX
- Fusion
- Ryzen
Weblinks
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]- AMD64 Architecture Tech Docs (englisch), technische Dokumentation der AMD64-Architektur, PDF-Liste von AMD
Einzelnachweise
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]- ↑ Michael Kanellos: Intel Names Merced Chip Itanium. In: CNET News.com. 4. Oktober 1999, abgerufen am 7. August 2013 (englisch).
- ↑ AMD Discloses New Technologies at Microprocessor Forum. In: press release. AMD, 5. Oktober 1999, abgerufen am 9. November 2010 (englisch).
- ↑ AMD Releases x86-64 Architectural Specification; Enables Market Driven Migration to 64-Bit Computing. In: press release. AMD, 10. August 2000, abgerufen am 9. November 2010 (englisch).
| Vor-x86-Prozessoren | |||||||
| iAPX-86 bis zur 4. Generation |
| ||||||
| Pentium-Serie |
| ||||||
| Celeron-Serie |
| ||||||
| Core-Serie | |||||||
| Xeon-Serie | |||||||
| Atom-Serie | |||||||
| x86-kompatible SoCs | |||||||
| Nicht-x86-Prozessoren |