AMD Athlon 64系列終極報(bào)告（上）：
顯然，K8體系不可能只是如我們上面所說的那樣,僅僅簡單地在64位環(huán)境下增加通用寄存器的寬度到64位。X86-64最吸引我們的部分應(yīng)該在于對傳統(tǒng)X86寄存器“體系”的變革上。
● 寄存器體系的變革
我們都知道，X86指令集本身屬于一種復(fù)雜指令集（CISC）。長期以來，使用X86指令集的處理器架構(gòu)一直沿用寄存器結(jié)構(gòu)。相比那些使用精簡指令集（RISC）的處理器架構(gòu)來說，由于程序可見的寄存器數(shù)量較少，因此造成傳輸延遲，性能以及流水線工作效率相對落后，從而給X86架構(gòu)處理器的表現(xiàn)造成了影響。同時(shí)程序和編譯器的優(yōu)化難度也較大。
雖然近代的X86處理器中都增加了許多程序不可見的內(nèi)部寄存器，并通過寄存器換名（Register Rename）技術(shù)變相地增大通用寄存器的數(shù)量，來彌補(bǔ)這一不足。然而這種措施由于只能通過處理器的硬件控制來實(shí)施，程序員無法根據(jù)需要來，靈活控制實(shí)際的寄存器使用狀況，顯然不如直接增加可見的通用寄存器來的有效。
而K8針對上述問題作出了改良。處理器在64位狀態(tài)下工作時(shí)，增加了大量的程序員可見寄存器以供編程者使用，如下圖：
X86-64的寄存器擴(kuò)展（點(diǎn)擊察看大圖）
可以說，這些額外增加的寄存器（我們姑且稱之為“寄存器擴(kuò)展“吧），才是真正能為桌面用戶帶來的好處之所在！
不過，盡管如此，我們也只能在K8的64位模式下，才能全部用到這些多出來的寄存器擴(kuò)展資源（紫色部分的寄存器）。因?yàn)闉榱思嫒菀酝腦86指令，K8所用的X86-64指令集將其所支持的指令分成了如下表所示的數(shù)個(gè)部分：
如上表所見，前面我們所說到的令人激動的寄存器擴(kuò)展功能，并不是“即插即用“的。它需要我們將操作系統(tǒng)向64位轉(zhuǎn)換，同時(shí)重新按64位的編程規(guī)范編譯應(yīng)用程序。在其它模式下，我們根本無法享受到這些好處。
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