Второе обозначение разрядности Windows 32 бита – это x64 или x86?

Разрядность у программ и драйверов

Разрядность может иметь не только система, но и программы, и драйвера. Большинство программ создавалось именно под 32-битные операционки. 32-разрядные приложения отлично работают и в 64-битной среде. Наоборот – не работает никак: истинно 64-битные проги не способны запуститься в 32-разрядой Windows.

В чём отличия двух архитектур

Во-первых, они по-разному потребляют память. 32-разрядные Windows и сторонние программы, как и 32-разрядные процессоры, не могут использовать больше 4 ГБ ОЗУ, сколько бы памяти ни было в компьютере. А для 64-разрядной архитектуры подобного ограничения нет, и, более того, она работает с ОЗУ эффективнее.

Если у вас 32-разрядная Windows или 32-разрядный процессор, то нет смысла устанавливать больше 4 ГБ ОЗУ.

Во-вторых, от разрядности зависит совместимость операционной системы или любого стороннего ПО с компьютером.

  • 32-разрядные Windows и 32-разрядные программы можно устанавливать на любые компьютеры.
  • 64-разрядные Windows можно устанавливать только на компьютеры с 64-битными процессорами.
  • 64-разрядные программы можно устанавливать только на компьютеры с 64-битными процессорами, на которых работает 64-разрядная Windows.

Нужны ли 64-разрядные драйверы для устройств при работе в 64-разрядной версии Windows?

Да. Для работы в 64-разрядной версии Windows всем устройствам нужны 64-разрядные драйверы. Драйверы, разработанные для 32-разрядных версий Windows, не работают на компьютерах под управлением 64-разрядной версии Windows.

Особенности

Набор инструкций x86-64 (позже — AMD64), выпущенный компанией AMD — это расширение Intel IA-32 (x86-32). Ключевая отличительная черта AMD64 кроется в поддержке 64-битных регистров общего назначения, а также 64-битных арифметических/логических операций над целыми числами и 64-битных виртуальных адресов. 

Чтобы осуществить адресацию регистров, для команд введены специальные «префиксы расширения регистра». Специально для них был выбран диапазон кодов 40h-4Fh, использующихся для команд INC и DEC в 32-битных режимах. Команды INC и DEC в 64-битном режиме кодируются в общей двухбайтовой форме.

Платформа x86-64 включает в себя:

  • Шестнадцать целочисленных 64-битных регистра общего назначения (RAX, RBX, RCX, RDX, RBP, RSI, RDI, RSP, R8 — R15);
  • Восемь 80-битных регистров с плавающей точкой (ST0 — ST7);
  • Восемь 64-битных регистров Multimedia Extensions (MM0 — MM7, общее пространство с регистрами ST0 — ST7);
  • Шестнадцать 128-битных регистров SSE (XMM0 — XMM15);
  • 64-битный указатель RIP и 64-битный регистр флагов RFLAGS.

Режимы работы

Процессоры архитектуры поддерживают два режима работы: Long mode («длинный» режим) и Legacy mode («наследственный», режим совместимости с x86).

Long Mode

«Длинный» режим — «родной» для процессоров AMD64. Этот режим позволяет воспользоваться всеми дополнительными возможностями, предоставляемыми архитектурой AMD64. Для использования этого режима необходима 64-битная операционная система, например, Windows XP Professional x64 Edition, Windows Vista x64, Windows 7 x64 или 64-битные варианты UNIX-подобных систем GNU/Linux, FreeBSD, OpenBSD, NetBSD (чистые 64-битные сборки, однако, есть возможность запуска 32-битных приложений), Solaris (смешанная 32/64 сборка с разными ядрами для 32- и 64-битных процессоров), Mac OS X (смешанная 32/64 сборка с 32-битным ядром, начиная с версии 10.4.7). Этот режим позволяет выполнять 64-битные программы; также (для обратной совместимости) предоставляется поддержка выполнения 32-битного кода, например, 32-битных приложений, хотя 32-битные программы не смогут использовать 64-битные системные библиотеки, и наоборот. Чтобы справиться с этой проблемой, большинство 64-разрядных операционных систем предоставляют два набора необходимых системных файлов: один — для родных 64-битных приложений, и другой — для 32-битных программ. (Этой же методикой пользовались ранние 32-битные системы — например, Windows 95 — для выполнения 16-битных программ). В «длинном» режиме упразднен ряд «рудиментов» архитектуры x86, таких, как режим виртуального 8086, сегментированная модель памяти (однако, осталась возможность использования сегментов FS и GS, что полезно для быстрого нахождения важных данных потока при переключении задач), аппаратная мультизадачность, а также ряд команд, как реализующих упраздненные возможности, так и работающие с BCD-числами, которые в новых программах практически не использовались. Среди особенностей «длинного» режима, следует отметить тот факт, что он активируется установкой флага CR0.PG, который используется для включения страничного MMU (при условии что такое переключение разрешено (EFER.LME=1), в противном случае просто произойдет включение MMU в «наследственном» режиме). Таким образом, невозможно исполнение 64-битного кода с запрещенным страничным преобразованием. Это создает определенные трудности в программировании, поскольку при переключении из «длинного» в «наследственный» режим и обратно (например, для вызова функций BIOS или DOS, монитором виртуальной машины, и т. д.) требуется двойной сброс MMU, для чего код переключения должен находиться в тождественно отображённой странице.

Legacy Mode

Данный «наследственный» режим позволяет процессору AMD64 выполнять инструкции, рассчитанные для процессоров x86, и предоставляет полную совместимость с 32/16-битным кодом и операционными системами. В этом режиме процессор ведёт себя точно так же, как x86-процессор, например Pentium 4, и дополнительные функции, предоставляемые архитектурой AMD64 (например, дополнительные регистры) недоступны. В этом режиме 64-битные программы и операционные системы работать не будут.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий