Az x86-64 kiterjesztés
Ennyit a szép színes rajzocskákról, és a 64 bitről, lássuk a száraz tényeket és adatokat, melyek már konkrétan az x86-64, tehát az AMD 64 bites kiterjesztésének jellemzői. A 64 bites regiszterekben 64 bit széles memóriacímek férnek el, ezért szükség lesz egy dupla széles utasítás- vagy programmutatóra (instruction/program pointer) is, amely az éppen végrehajtandó utasítás helyére mutat a memóriában (RIP). Az x86-64 gyakorlatilag az x86 64 bitre történő terjesztése, ami azt is jelenti, hogy kompatibilis a már meglévő 32 bites architektúrával. Ennek igen komoly jelentősége van, hiszen nem kell kidobni a már meglévő hardvereket és programokat a futtatáshoz, míg az IA-64 széleskörű bevezetésével ezt nehezen kerülhettük volna el. Használatára végül az Intel is rákényszerült, mert nem hagyhatta, hogy az AMD egyedüliként kínáljon 64 bites x86-os asztali, sőt szerverprocesszort, igaz, az Intel úgy tüntette fel a dolgot, mintha saját fejlesztését adná el Extended Memory 64 Technology (EM64T) név alatt.
A kiterjesztés ugyanakkor azt is jelenti, hogy a kiterjesztett (azaz x86-64) mód használatával a már meglévő regiszterek nem csak dupla (32 helyett 64 bit) szélességűekké válnak, de számuk is megduplázódik (8-ról 16-ra), legalábbis ez a helyzet a GPR-ek esetében. A SIMD-regiszterek (XMM) nem szélesedtek tovább (128 bit), de számuk megduplázódott (8 helyett 16), az x87-es számításokhoz használt regiszterek (ST/MM) szélessége (80 bit) és száma (8) viszont egyáltalán nem változott. A virtuális memóriatartomány címmérete 64 bitre, a fizikai 52 bitesre növekszik, viszont az egyes implementációk esetében lehetnek eltérések, például az Athlon 64 processzorok valójában virtuálisan 48, fizikailag pedig 40 bitet használnak.
Miért jó mindez nekem? Vagy a programozónak?
A GP regiszterek szélességének megduplázása egyrészt a megcímezhető memóriatartomány növelése miatt fontos. 32 biten maximálisan 4 GB a megcímezhető memória mérete. Biztosan találkoztak már páran azzal a jelenséggel, amikor egy 4 GB memóriával telipakolt gépen az operációs rendszer csak 3,5–3,8 GB-ot látott. Ez annak tulajdonítható, hogy a címzésben részt vesz a videokártyán található memória mennyisége is, ezért azt a 4 GB-ból (232) le kell csippenteni. Egy 64 bites processzoron, ha 64 bites operációs rendszert használunk, többé ez nem fordulhat elő. Az igaz, hogy egyelőre nincs túl sok 1–2 GB-nál több memóriával szerelt PC/notebook, de valamikor valaki azt mondta, hogy 640 kB memória elég lesz mindenre, tehát ne higyjük azt, hogy ez így marad az idők végezetéig. Ennek a tulajdonságnak jelenleg inkább a szerverek világában van jelentősége (pl. óriási adatbázisok, szimuláció, modellezés stb. esetén). A széles memóriacímeknek van egy hátránya is, hiszen ha dupla széles számokkal dolgozunk, akkor azok több tárterületet foglalnak el a memóriában, a gyorsítótárakban, tehát ha véletlenül egy ilyen tárolókomponens válik szűk keresztmetszetté a rendszerben, akkor ez csökkentheti a teljesítményt, feleslegesen.
A regiszterszélesség-duplázás másik fontos mellékhatása, hogy 64 bites egész számokkal dolgozhatunk. Ha egy átlagos asztali PC-t veszünk alapul, ennek gyakorlatilag nincs semmilyen hatása ránk nézve, hiszen az átlagos, mindennapi használatban lévő programok bőven megelégednek a 32 bites egész számokkal is. Viszont vannak területek, ahol jól jöhet ez a tulajdonság: titkosító algoritmusok, esetlegesen 64 bites színmélységgel dolgozó, képalkotásra készített alkalmazások, CAD/CAM tervezőprogramok esetében vagy különböző tudományos számításokat végző kutatási projektekben, és még lehetne őket sorolni – ezek is inkább a szerverek, munkaállomások világában elterjedtek, mintsem az otthon, Quake 3-ra használt masinákon.
A cikk még nem ért véget, kérlek, lapozz!
