تفاوت بین x86 و x64

2024 نویسنده: Alex Aldridge | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2023-12-17 13:37

x86 در مقابل x64

مهمترین تفاوت بین x86 و x64 این است که اولی معماری 32 بیتی و دومی معماری مجموعه دستورالعمل های 64 بیتی است. معماری مجموعه دستورالعمل (ISA) یک اصطلاح بسیار مهم است که برای هر CPU کاربرد دارد. دستورالعمل ها، آدرس دهی حافظه، رجیسترها و بسیاری دیگر از بخش های معماری CPU توسط ISA مشخص شده اند. x86 یک ISA معروف جهانی است که توسط اینتل در سال 1978 با پردازنده 8086 معرفی شد. سپس افزونه‌های مختلفی اتفاق افتاد و در سال 2000، AMD مشخصاتی را ایجاد کرد تا مجموعه دستورات x86 را به 64 بیت با نام AMD64 گسترش دهد. بعدها شرکت های دیگری مانند اینتل نیز این مشخصات را پیاده سازی کردند و این AMD64 همان چیزی است که با نام x64 شناخته می شود.

x86 چیست؟

x86 یک معماری مجموعه دستورالعمل است که توسط اینتل با پردازنده معروف 8086 معرفی شده است. در سال 1978، اینتل پردازنده 8086 را معرفی کرد که یک پردازنده 16 بیتی بود. سپس بعداً آنها پردازنده های مختلفی مانند 80186، 80286، 80386 و 80486 را معرفی کردند و همه با مجموعه دستورالعمل های اصلی مورد استفاده در پردازنده 8086 سازگار بودند. از آنجایی که تمام این پردازنده ها به عدد 86 ختم می شوند، معماری مجموعه دستورالعمل ها با نام x86 شناسایی شد. با معرفی 80386، دستور x86 به یک سیستم 32 بیتی گسترش یافت. در اینجا 32 بیت به این معنی است که همه ثبات ها، گذرگاه حافظه و گذرگاه داده 32 بیتی هستند. سپس پردازنده‌های پنتیوم به‌عنوان Pentium I، Pentium II، Pentium III، Pentium IV آمدند و همه اینها از معماری 32 بیتی نیز پیروی کردند. اما پسوندهای مختلف دیگری برای معماری x86 اتفاق افتاد، مانند افزودن دستورالعمل‌هایی مانند MMX، SSE و SSE2. به غیر از آن، بسیاری از پیشرفت های دیگر نیز انجام شد. سپس مجموعه دستورات x86 به یک مجموعه دستورالعمل 64 بیتی گسترش یافت و از این مرحله به بعد x64 نامیده شد که در قسمت بعدی به آن می پردازیم.به هر حال، به طور کلی، x86 به معماری 32 بیتی اشاره دارد که از معماری 16 بیتی که با پردازنده 8086 ساخته شده است، تکامل یافته است.

پردازنده 8086

x64 چیست؟

یک سیستم 32 بیتی می تواند تنها 2³² مقدار متمایز را نشان دهد و بنابراین، آدرس دهی حافظه به این تعداد آدرس محدود می شود. 2³² بایت برابر با 4 گیگابایت است و بنابراین، x86 دارای حداکثر محدودیت حافظه آدرس پذیر 4 گیگابایت است. به منظور غلبه بر این، توسعه‌های بیشتری به معماری x86 انجام شد. AMD در حدود سال 2000 چنین مشخصاتی را معرفی کرد که معماری x86 را به 64 بیت گسترش داد.این با نام AMD64 معرفی شد. x64 نام دیگری است که به این معماری AMD64 داده شده است. این معماری AMD64 یا x64 با نام x86_64 نیز شناخته می شود. با معماری 64 بیتی همه ثبات ها 64 بیتی شدند و گذرگاه حافظه و گذرگاه داده نیز 64 بیتی شدند. اکنون 2^{64 مقادیر متمایز قابل آدرس دهی هستند و این یک حد بالایی برای حداکثر حافظه ممکن می دهد. AMD K8 اولین پردازنده ای بود که این معماری 64 بیتی را پیاده سازی کرد. سپس اینتل نیز این معماری را اتخاذ کرد. با پردازنده های Intel Core که از Intel Core 2 شروع شدند، اینتل شروع به استفاده از این معماری در پردازنده های خود کرد. در حال حاضر تمامی پردازنده های اینتل مانند Core i3، Core i5 و Core i7 از این معماری x64 استفاده می کنند. نکته مهمی که باید تاکید کرد این است که این معماری x64 هنوز با مجموعه دستورالعمل های قدیمی x86 سازگار است.}

پردازنده 64 بیتی

تفاوت بین x86 و x64 چیست؟

• x86 در حدود سال 1978 معرفی شد، در حالی که x64 اخیراً در سال 2000 معرفی شد.

• x86 از پردازنده معروف اینتل 8086 پدید آمد و بنابراین، x86 توسط اینتل معرفی شد. اما x64 که به عنوان پسوند x86 آمد، توسط AMD معرفی شد.

• معماری x86 32 بیتی است. (پردازنده های x86 اول 16 بیتی بودند اما در پردازنده های بعدی، توسعه به 32 بیت انجام شد). معماری x64 64 بیت است.

• بنابراین، پردازنده‌هایی با معماری مجموعه دستورات x86 دارای ثبات‌های 32 بیتی، گذرگاه حافظه 32 بیتی و گذرگاه داده 32 بیتی هستند. اما x64 دارای رجیسترهای 64 بیتی، گذرگاه حافظه 64 بیتی و گذرگاه داده 64 بیتی است.

• x86 دارای محدودیت در حداکثر حافظه آدرس پذیر است که حداکثر 4 گیگابایت است (2³² بایت). اما، در سیستم‌های x64، این محدودیت بسیار زیاد است، که 2^{64 بایت است.}

• x64 بسط x86 است. بنابراین، نسبت به x86 قدیمی بسیار بهبود یافته و قدرتمند است.

• مقادیر قابل ذخیره در یک ثبات، در یک سیستم x64، بزرگتر از مقادیری است که می توان در یک ثبات مبتنی بر x86 ذخیره کرد. بنابراین، x64 می‌تواند محاسبات اعداد صحیح بزرگ‌تر را بسیار سریع‌تر انجام دهد، زیرا در چنین مواردی نیازی به استفاده از چندین ثبات برای تقسیم مقدار و ذخیره مانند x86 نیست.

• x64 می تواند داده های اندازه بزرگتر را به موازات گذرگاه داده ارسال کند. یعنی یک گذرگاه داده 64 بیتی می تواند 64 بیت را به صورت موازی ارسال کند در حالی که معماری x86 که یک گذرگاه 32 بیتی دارد فقط می تواند 32 بیت را به صورت موازی ارسال کند.

خلاصه:

x86 در مقابل x64

معماری مجموعه دستورالعمل x86 32 بیت است در حالی که معماری مجموعه دستورالعمل x64 64 بیت است. x64 به عنوان بسط معماری x86 موجود آمد. ثبات ها، گذرگاه حافظه، گذرگاه داده در معماری های x86 32 بیت هستند در حالی که این 64 بیت در x64 است. بنابراین، حداکثر مقدار حافظه قابل آدرس دهی در سیستم های x64 بسیار بیشتر از سیستم های x86 است.x86 توسط اینتل با پردازنده 8086 که یک پردازنده 16 بیتی بود معرفی شد و با گذشت زمان این x86 به 32 بیت افزایش یافت. سپس AMD معماری x64 را با گسترش معماری x86 موجود معرفی کرد و این x64 کاملاً با مجموعه دستورالعمل x86 سازگار است.