Was ist AMD64?

AMD64 ist eine 64-Bit-Prozessorarchitektur, die von AMD als Erweiterung des x86-Befehlssatzes entwickelt wurde.

Was bedeutet AMD64?

AMD64, auch bekannt als x86-64 oder x64, ist ein 64-Bit Mikroprozessor Architektur, die von AMD als Erweiterung der x86 Befehlssatzarchitektur (ISA). Es wurde entwickelt, um einen nahtlosen Übergang von 32-Bit-Computing zu 64-Bit zu ermöglichen, wodurch Prozessoren deutlich größere Mengen an virtuell und physikalischer Speicher unter Beibehaltung der Abwärtskompatibilität mit bestehenden 32-Bit Anwendungen.

AMD64 erweitert die Anzahl der Allzweckregister, verbessert die Befehlszeigerfunktionen und führt neue Funktionen zur Verbesserung der Leistung und Skalierbarkeit in modernen Computerumgebungen. Diese Architektur wurde sowohl bei AMD- als auch bei Intel-Prozessoren weithin übernommen und ist zum De-facto-Standard für Desktop-, server und High Performance Computing Systemen.

Ist AMD64 dasselbe wie x64?

Ja, AMD64 und x64 beziehen sich auf dieselbe 64-Bit-Architektur.

AMD64 ist der ursprüngliche Name, den AMD bei der Einführung der 64-Bit-Erweiterung des x86-Befehlssatzes vergeben hat. x64 ist ein allgemeiner Begriff, der häufig in Betriebssysteme, Software und Dokumentation zur Beschreibung von 64-Bit-Prozessoren und Architekturen, die mit AMD64 kompatibel sind, unabhängig davon, ob die CPU wird von AMD oder Intel hergestellt.

Obwohl Intel seine Implementierung ursprünglich EM64T (Extended Memory 64 Technology) nannte, ist sie vollständig mit AMD64 kompatibel. Im Laufe der Zeit wurde x64 zum herstellerneutralen Begriff für die gemeinsame Beschreibung sowohl von AMD64 als auch von Intels kompatiblen 64-Bit-Prozessoren.

Die Geschichte von AMD64

Die Geschichte von AMD64 beginnt in den späten 1990er und frühen 2000er Jahren, als AMD versuchte, die veraltete 32-Bit-x86-Architektur zu erweitern, um den wachsenden Anforderungen des Hochleistungsrechnens gerecht zu werden, ohne die Abwärtskompatibilität mit vorhandener Software zu beeinträchtigen.

Zu dieser Zeit entwickelte Intel einen neuen 64-Bit Architektur namens IA-64, die als Itanium bekannt wurde. IA-64 war jedoch nicht abwärtskompatibel zu x86, sodass Software neu geschrieben oder kompiliert werden musste – ein großes Hindernis für eine breite Akzeptanz. AMD verfolgte einen anderen Ansatz und entwarf eine Architektur, die den vorhandenen x86-Befehlssatz auf 64 Bit erweiterte und so die volle Kompatibilität mit 32-Bit-Anwendungen sicherstellte und gleichzeitig die Vorteile eines größeren adressierbaren Speichers und verbesserter Verarbeitungskapazitäten bot.

Im Jahr 2000 kündigte AMD x86-64 an, das später als AMD64 kommerziell veröffentlicht wurde. Die ersten Prozessoren mit AMD64 waren die Opteron-Serie (für servers) und Athlon 64 (für Desktops), die 2003 auf den Markt kamen. Diese Prozessoren führten 64-Bit-Allzweckregister, erweiterte Speicheradressierung auf bis zu 64 Bit und neue Architekturfunktionen zur Verbesserung von Leistung und Skalierbarkeit ein.

Intel widersetzte sich zunächst AMDs Ansatz und trieb die Entwicklung von IA-64 voran. Aufgrund des begrenzten Erfolgs von Itanium und der starken Nachfrage der Branche nach Abwärtskompatibilität übernahm Intel jedoch das Design von AMD. Im Jahr 2004 stellte Intel eine eigene AMD64-kompatible Implementierung vor, die zunächst als Intel 64 oder EM64T (Extended Memory 64 Technology) bezeichnet wurde.

Heute ist AMD64 die De-facto-Standard-64-Bit-Architektur für Personalcomputer, serversund Hochleistungs-Computersysteme mit allen wichtigen Betriebssystemen (Windows, Linux, macOS) unterstützt es. Die Architektur wird in der Dokumentation üblicherweise als x86-64 oder x64 bezeichnet, während AMD64 der offizielle Name für die Implementierung von AMD bleibt.

AMD64-Architektur

Die AMD64-Architektur ist eine 64-Bit-Erweiterung des x86-Befehlssatzes. Sie erhöht die Rechenleistung und gewährleistet gleichzeitig die Kompatibilität mit bestehender 32-Bit-Software. Ihr Design verbessert wichtige Architekturkomponenten, um größere Speicherkapazitäten zu unterstützen, die Verarbeitungseffizienz zu verbessern und skalierbarere Systeme zu ermöglichen – und das alles unter Beibehaltung des alten x86-Befehlssatzes.

Eines der zentralen Features von AMD64 ist der 64-Bit-Adressraum, der es Prozessoren ermöglicht, bis zu 2^64 Byte virtuellen Speicher zu adressieren. Obwohl frühe Implementierungen den 64-Bit-Adressraum nicht vollständig nutzten, erweiterten sie die physischen und virtuellen Speichergrenzen im Vergleich zur 4-GB-Begrenzung von 32-Bit-x86-Systemen erheblich. AMD64 erhöht zudem die Anzahl der Allzweckregister von 8 auf 16 mit jeweils 64 Bit Breite, was Engpässe beim Speicherzugriff reduziert und die Leistung bei registerintensiven Aufgaben verbessert.

Die Architektur führt einen neuen Langmodus ein, der zur Ausführung von 64-Bit-Betriebssystemen und -Anwendungen verwendet wird. Der Langmodus umfasst einen 64-Bit-Submodus (für 64-Bit-Code) und einen Kompatibilitäts-Submodus (für die Ausführung älterer 32-Bit-Anwendungen ohne Emulation). Außerhalb des Long-Modus kann der Prozessor auch im traditionellen Real-Modus und im Protected-Modus für ältere Software betrieben werden.

Eine weitere wichtige Verbesserung ist die Erweiterung der Befehlszeiger und Steuerregister auf 64 Bit, was größere Codesegmente und komplexere Programmausführungsabläufe ermöglicht. Die Architektur verfeinert außerdem die Speicherverwaltungseinheit (MMU), und fügt Unterstützung für größere Seitentabellen und erweiterte Paging-Strukturen hinzu, die für die effiziente Verwaltung großer Speichersysteme unerlässlich sind.

Darüber hinaus enthält AMD64 SSE2- und SSE3-Befehlsunterstützung, und spätere Versionen fügten weitere SIMD-Erweiterungen (Single Instruction, Multiple Data) hinzu, wodurch die Leistung für Multimedia, wissenschaftliche und kryptographisch Arbeitslasten.

Woher weiß ich, ob mein Gerät AMD64 ist?

Um zu überprüfen, ob Ihr Gerät über eine AMD64-Architektur (x86-64 / x64) verfügt, müssen Sie überprüfen, ob Ihr Prozessor und Ihr Betriebssystem 64-Bit sind. So können Sie dies auf verschiedenen Systemen tun:

Unter Windows:

1. Einstellungen öffnen → System → Über.
2. Schau unter Gerätespezifikationen:
   • Systemtyp werde sagen:
     • „64-Bit-Betriebssystem, x64-basierter Prozessor“ → Dies bedeutet AMD64-Architektur.
     • „32-Bit-Betriebssystem, x64-basierter Prozessor“ → CPU unterstützt AMD64, aber das Betriebssystem ist 32-Bit.
     • „32-Bit-Betriebssystem, x86-basierter Prozessor“ → CPU ist 32-Bit (nicht AMD64).

Unter Linux:

1. Öffnen Sie ein Terminal und führen Sie Folgendes aus:

uname -m

2. Wenn es zeigt x86_64, Ihr System ist AMD64.
   • Wenn es zeigt i386, i486, i586den i686, es ist eine 32-Bit-CPU.

Alternativ können Sie Folgendes ausführen:

lscpu

Suchen Architektur: x86_64 und CPU-Betriebsmodus(e): 32-Bit, 64-Bit um AMD64 zu bestätigen.

Unter macOS (nur Intel-Macs):

1. Gehe zu Apple-Menü → Über diesen Mac → System Report.
2. Der Hardwareübersicht, prüfen Prozessortyp.
   • Wenn es sich um einen Intel Core i5, i7, i9 oder Xeon handelt, wird die AMD64-Architektur (x86-64) verwendet.
   • Wenn Sie sich auf einem Apple Silicon (M1/M2/M3) Mac verwendet ARM64, nicht AMD64.

Warum ist AMD64 wichtig?

AMD64 schließt die Lücke zwischen herkömmlichen 32-Bit-Computern und modernen 64-Bit-Leistungsanforderungen und ermöglicht es Systemen, größere Speicherkapazitäten, schnellere Verarbeitung und komplexere Arbeitslasten zu bewältigen, ohne die Kompatibilität mit vorhandener x86-Software zu beeinträchtigen.

Vor AMD64 war die x86-Architektur aufgrund ihres 4-Bit-Designs auf 32 GB adressierbaren Speicher beschränkt. Dies wurde zum Engpass, da Anwendungen und Betriebssysteme mehr RAM und Rechenleistung benötigten. AMD64 erweiterte den Adressraum auf 64 Bit und ermöglichte theoretisch bis zu 16 Exabyte des virtuellen Speichers, obwohl die praktischen Grenzen viel niedriger sind, abhängig von Hardware und Betriebssystem.

AMD64 verdoppelte außerdem die Anzahl der allgemeinen CPU-Register von 8 auf 16, was die Leistung für Anwendungen, die auf häufige Datenmanipulation angewiesen sind, deutlich verbesserte, wie z. B. Datenbanken, Virtualisierung, Hochleistungsrechnen und modernes Gaming. Die Architektur führte einen „Langmodus“ ein, der sowohl 64-Bit- als auch 32-Bit-Anwendungen unterstützt, wodurch der Übergang reibungslos verläuft und die Langlebigkeit bestehender Software-Ökosysteme gewährleistet wird.

AMD64 vs. AMR64

Hier ist eine Vergleichstabelle von AMD64 vs. ARM64: