有关64位系统兼容性解释.doc

有关 64 位系统兼容性解释最近,品牌机预装的 OEM 系统的首选已经是 64 位的了,很多朋友一个劲地抱怨 64 位兼容性太差不能装 32 位的软件或 64 位软件太少什么的。 64 位用 32 位软件其实没有问题,理论兼容 x86 全平台,兼容性应该是最全的才对, 省略一万字以后, 不知是哪里听说的, 误解太深, 最后已经无力解释了。于是干脆写了一篇长篇大论, 以后就直接 copy-paste 了,虽然是常识,还是分享一下吧。一、历史问题首先开头, 我们平常桌面电脑使用的所谓 64 位平台其实是 x86-64 , 也就是说在原有的 x86 平台上实现 64 位。什么是 x86 平台呢,也就是 Intel 在 8086 之后一系列处理器中使用的架构, 8086 是 16 位的, 后来扩展到 32 位的 80386 , 之后一直沿用就形成最流行的的 32 位处理器系列, 这种架构也叫做 IA32 ( Intel 实现 32位), 注意 AMD 也是使用 Intel 的技术。 32位 x86 处理器经过大力发展,性能已经比较强大,完全适合于桌面计算机和通用服务器, 用户和开发者数量庞大。但是 32位 CPU 的内存寻址能力(可访问 4G 内存)有限,于是 AMD 公司率先开发出了 x86-64 (也称为 AMD64 )架构处理器,它完全可以实现 64位计算。后来 Intel 自然不会示弱, 也开发了 EM64T ( 扩展内存 64位技术) ,也就实现了和 AMD64 几乎一样的 IA32e ( Intel 实现 32位扩展)架构处理器。但是要注意的是在 AMD64 诞生之前, Intel 和 HP 等公司合作开发了 IA64 ( Intel 实现 64 位)架构,这个是一个全新的 64 位架构, 不兼容原有的 32 位程序, 只能通过模拟器模拟执行, 而且效果完全不尽人意。不过这和我们现在讨论的 64 位没有关系, 这大概就是误解的来源之一。二、硬件问题那么, 64 位计算是如何实现的呢?首先要说明 x86-64 是站在 x86 的肩膀上的, 并没有另起炉灶, CPU 指令长度( 即指令占有的二进制位数)不变,原有的指令集也一律保留,所以 x86 和 x86-64 总体的架构是一致的, 指令完全兼容。改变的部分, 原有通用寄存器容量均增长为 64位, 顺便还加了 8个, 同时增加了 8个 128 位的 XMM 寄存器,内部总线(即 CPU 部件间的数据通道)宽带也增至 64位或更多。当然还有增加用于支持这些寄存器的相关指令。由此可以看出, CPU 处理的数据均支持 64 位,内存编址理论上也可达到 2的 64 次方个地址空间, 但由于是在 x86 的架构上构建的 64 位计算, 64 位线性寻址能力还不成熟,实际上的可编址并没有这么多,但可改进。之前也一再强调, x86-64 只不过是 x86 的扩展, 因此现有的 64位处理器可以同时运行 32和 64 位程序。下面以 Intel 的技术( AMD 的原来其实一样)为例说明。具体情况要分为下面几类: --1. 没有激活 64位( 传统模式/ IA32 模式)。也就是没有为机器安装 64 操作系统,只使用 32 位操作系统。这时 CPU 只会工作在纯 32 位模式,第二节中提到的硬件和指令都被屏蔽掉了。