x86 x64 IA64的關係和區別

系統有x64,x86與ia-64三種版本之分,分別用於不同的CPU。較老的CPU只能安裝x86版的系統,也就是我們常見的32位系統。因爲微軟的緣故,32位系統在過去的很長一段時間內,佔據着桌面計算機的主流地位。64位系統能夠在較新的x86-64架構的CPU上運行。而ia-64則只能運行於INTEL的安騰系列處理器。

x86:從1978年來的8086處理器開始,就已經出現了x86架構CPU,即32位處理器。

x86-64:又簡稱爲x64,最初開發爲1999年AMD,爲了擴充IA64。當時的x86-64架構誕生頗有時代意義,處理器的發展遇到了瓶頸,內存尋址空間由於受到32位CPU的限制而只能最大到約4G。於是就有了x86-64。後被INTEL所採用。

ia-64:其實ia64的歷史早於x86-64x,最初由INTEL和惠普聯合推出。由於ia-64不與32位兼容,所以沒有受到重視。直到INTEL採用了AMD的x86-64架構,才正式的批量生產。而後爲了日益擴張的計算需求,INTEL重新將IA-64拿出來,發佈了安騰系列服務器CPU。

雖然x86-64和IA-64處理器都能夠運行64位操作系統和應用程序,但是區別在於:

x86-64架構基於x86,是爲了讓x86架構CPU兼容64位計算而產生的技術。X86-64架構的設計是採用直接簡單的方法將目前的x86指令集擴展。這個方法與當初的由16位擴展至32位的情形很相似。優點在於用戶可以自行選擇x86平臺或x64平臺,兼容性高。

IA-64則是原生的純64位計算處理器,並且與x86指令不兼容。如果想要執行x86指令需要硬件虛擬化支持,而且效率不高。優點在於IA-64架構體系將擁有64位內存尋址能力,能夠支持更大的內存尋址空間。並且由於架構的改變,性能比起x86-64的64位兼容模式更高更強。

所以,IA-64操作系統也是比較少見的,由於只能在INTEL安騰系列處理器及AMD部分服務器處理器運行,所以主流市場並不常見。而且,這些IA-64架構處理器也不能夠使用x64操作系統。而x86-64處理器則可以自由選擇x86或是x64操作系統。


安騰(Itanium)處理器是構建在IA-64(Intel Architecture 64),也就是說“IA-64是一個與x86代碼的決裂,它是爲未來設計的“。所以它的對手不是Nocona或Opteron處理器,雖然有人錯誤地以這些處理器與它比較。Itanium是專門用在高端企業級64-bit計算環境中競爭的,對抗基於IBM Power4/5,HP PA-RISC,Sun UltraSparc-III及DEC Alpha的服務器。64位只是安騰處理器的一個技術特徵。Intel安騰2處理器的平臺以較低的成本,提供了業界領先的性能,以及比專有RISC技術更廣泛的選擇空間,可幫助企業和機構最大地提高其投資回報。

時至今日,堅守安騰的已經基本只剩下了惠普一家。微軟、紅帽都不再爲安騰開發軟件,戴爾、IBM等大型服務器廠商也在2005年就拋棄了安騰。Intel自己的C/C++、Fortran編譯器也在2011年初停止支持安騰,甚至將安騰產品團隊的不少工程師都轉移到了Xeon至強產品線。

對於安騰處理器設計,Intel繼續扮演激進分子,違背了公認的標準。不是RISC或CISC方法,Intel退回到了曾經被用在老式大型機和昔日其它電腦中的技術VLIW(Very Long Instruction Word)。不過Itanium不是一臺嚴格意義上的VLIW機器,因爲VLIW有一些衆所周知的缺點已被Intel努力克服,而Intel選擇稱呼他們的新方法爲EPIC(Explicitly Parallel Instruction Computer)。對比Xeon和Opteron每個時鐘週期發出最多三條指令的設計,Itanium 2能夠每個時鐘發出八條指令,這與VLIW設計不同,將來的Itanium芯片能發出更多的指令而無需重編譯代碼。理論上,1 GHz Itanium芯片能夠表現得差不多跟2.66 GHz Xeon/Opteron一樣快,或是1.5 GHz Itanium 2大約跟4 GHz Xeon/Opteron一樣快。當然那只是理論性能,全面系統設計將在決定系統的潛力能真正實現多少上扮演一個重要的角色。

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