13. Архитектура ia-32.Расширения архитектуры x86-Intel 64/em64t

SISD (пооперандная обработка)	Обработка целых чисел(i386)
	Обработка чисел с "плавающей точкой"(i486,P,P pro)
V.
SISD+SIMD (групповая обработка)	Обработка группы целых чисел (ММХ)(P mmx, P2)
	Обработка группы чисел с "плавающей точкой" (SSE)(P3,P4)

История архитектуры IA-32 насчитывает уже более 15 лет. Эта архитектура является общей для всех 32-разрядных микропроцессоров Intel, начиная с i386. В процессе развития архитектуры IA-32 расширялись возможно­сти обработки данных, представленных в различных форматах.

Кроме 32-разрядных регистров для хранения целочислен­ных операндов, процессоры Pentium содержат 80-разрядные регистры, которые обслуживают блоки FPU и ММХ.

При работе FPU регистры STO-ST7 образуют кольцевой стек, в котором хранятся числа с "пла­вающей точкой", представленные в формате с расширенной точностью (80 разрядов).

При реализации ММХ-операций они используются как 64-разрядные регистры ММ0-ММ7, где могут храниться несколько опе­рандов (восемь 8-разрядных, четыре 16-разрядных, два 32-разрядных или один 64-разрядный), над которыми одновременно выполняется посту­пившая в процессор команда.

Блок SSE-2, введенный в состав процессора Pentium 4, значитель­но расширяет возможности обработки нескольких операндов по принци­пу SIMD. Этот блок реализует 144 новые команды, обеспечивающие одновременное выпол­нение операций над несколькими операндами, которые располагаются в памяти и в 128-разрядных регистрах. В регистрах могут храниться и одновременно обрабатываться 2 числа с "плавающей точ­кой" в формате двойной точности (64 разряда) или 4 числа в формате одинарной точности (32 разряда). Операции SSE-2 позволяют существенно повысить эффективность процессора при реализации трехмерной графики и интернет-прило­жений, обеспечении сжатия и кодирования аудио- и видеоданных и в ря­де других применений.

Введение большой группы команд SSE-2 является основной осо­бенностью реализованного в Pentium 4 варианта архитектуры IA-32. Что касается базового набора команд и используемых способов адресации операндов, то они практически полностью совпадают с набором команд и способов адресации в предыдущих моделях Pentium. Процессор обес­печивает реальный и защищенный режимы работы, реализует сегмент-

ную и страничную организации памяти. Таким образом, пользователь имеет дело с хорошо знакомым набором регистров и способов адреса­ции, может работать с базовой системой команд и известными варианта­ми реализации прерываний и исключений, которые характерны для всех моделей семейства Pentium.

AMD64 (также x86-64/Intel64/EM64T/x64) — 64-битная архитектура микропроцессора и соответствующий набор инструкций, разработанные компанией AMD. Это расширение архитектуры x86 с полной обратной совместимостью. Набор инструкций x86-64 в настоящее время поддерживается процессорами AMD Athlon 64, Athlon 64 FX, Athlon 64 X2, Phenom, Turion 64, Opteron, последними моделями Sempron. Интересно, что этот набор инструкций был поддержан основным конкурентом AMD — компанией Intel под названием Intel 64 (ранее известные как EM64T и IA-32e) в поздних моделях процессоров Pentium 4, а также в Pentium D, Pentium Extreme Edition, Celeron D, Core 2 Duo и Xeon. Корпорации Microsoft и Sun Microsystems используют для обозначения этого набора инструкций термин x64.

Архитектура x86_64 имеет:

• 16 целочисленных 64-битных регистра общего назначения (RAX, RBX, RCX, RDX, RBP, RSI, RDI, RSP, R8 — R15),

• 8 80-битных регистров с плавающей точкой (ST0 — ST7),

• 8 64-битных регистров Multimedia Extensions (MM0 — MM7, имеют общее пространство с регистрами ST0 — ST7),

• 16 128-битных регистров SSE (XMM0 — XMM15),

• 64-битный указатель RIP и 64-битный регистр флагов RFLAGS.