Test: Athlon 64 mit Windows XP 64 Bit

64-Bit-Prozessor-Features

Wenn der Athlon 64 im 64-Bit-Mode arbeitet, stehen dem Prozessor im Vergleich zum Legacy-Mode folgende zusätzliche Features zur Verfügung:

• 64-Bit-Adressraum

• Relative Datenadressierung mit 64-Bit-Offset

• Registererweiterung der acht GPRs auf 64 Bit durch das Präfix R

• Zusätzlich acht neue GPRs R8 bis R15

• Acht neue 128-Bit-SSE-Register XMM8 bis XMM15

• 64-Bit-Befehlszeiger (RIP)

Den 64 Bit breiten Adressraum sieht die AMD64-Architektur allerdings nur über eine segmentierte Adressierung vor. Die physikalisch nutzbare Adressbreite ist auf maximal 52 Bit beschränkt. In der ersten AMD64-Generation mit Athlon 64/FX und Opteron implementiert AMD sogar "nur" einen 48 Bit breiten virtuellen Adressraum. Windows XP 64 teilt diesen Speicher in zwei Blöcke: 8 TByte stehen für Anwendungen bereit, das OS belegt 248 TByte pauschal für sich und für Device-Treiber.

Wichtiger als all die virtuellen Speicherbereiche ist jedoch der tatsächlich physikalisch nutzbare Speicher. Die ersten Opteron- und Athlon-64-CPUs arbeiten mit einer physikalischen Adressbreite von 40 Bit. Somit ist 1 TByte pro CPU derzeit die Obergrenze des Speicherausbaus.

Anwendungen, die im Legacy oder Compatibility Mode laufen, stehen beim Athlon 64 weiterhin nur die acht allgemeinen 32 Bit breiten Register EAX, EBX, ECX, EDX, EBP, ESI, EDI und ESP zur Verfügung. Arbeitet der Prozessor dagegen im 64-Bit-Mode, erweitert die AMD64-Architektur diese acht Register über den R-Präfix auf 64 Bit. Die verbreiterten Register erhalten die Bezeichnungen RAX bis RSP. Zusätzlich kann der Athlon 64 im 64-Bit-Mode auf acht neue ebenfalls 64 Bit breite GPRs (General Purpose Register) R8 bis R15 zugreifen.

Für Fließkomma-Berechnungen wurde außerdem die Anzahl der acht 128 Bit breiten SSE-Register mit XMM8 bis XMM15 verdoppelt. Davon profitiert allerdings nur der 64-Bit-Mode. Im Legacy-und Compatibility-Mode ist AMDs Architektur jetzt voll zu Intels SSE2-Befehlssatz kompatibel - und kann dementsprechend nur acht SSE-Register nutzen.