Как уже наслышаны внимательные читатели, в течение некоторого времени AMD грозится выпустить процессоры нового поколения, основанные на ядре Hammer - Athlon 64 и Opteron. Первый предназначен для рынка десктопов, а второй - для рынка серверов. Дальнейший наш рассказ предназначен для упорядочивания и некоего осмысления той информации, которая на сегодняшний момент известна об этих процессорах.

Как мы помним, в новом процессоре от AMD несколько ключевых составляющих:
архитектура х86-64
ядро процессора
интегрированный контроллер памяти
шина ввода/вывода на основе Hyper Transport
Соответственно, попытаемся описать характерные особенности каждой из этих частей. Фотографии красавцев (слева направо - Opteron и Athlon 64):

Неожиданную 'проблему' с процессорами Opteron (слева) нашли инженеры сервисного центра. Они задали вопрос, поражающий простотой: 'а куда клеить гарантийные наклейки?' А действительно, куда? :-)

Архитектура х86-64
Вот уже достаточно долгое время архитектура х86 не претерпевала никаких принципиальных изменений - не считать же, в самом деле, принципиальным 'подклеивание' новых наборов команд, впервые осуществленное Intel в Pentium MMX. Собственно, ключевые особенности адресации команд, сегментации памяти, сами х86 команды не менялись со времен i386 - это был последний революционный процессор. По-видимому, настало время перемен - и на сей раз знамя 'революционной борьбы' решила поднять AMD. Для этого она сделала решительный шаг.

Впервые со времен i386 архитектура х86 подвергается расширению - подчеркиваем, не 'подклеиванию' новых наборов команд, а полноценному расширению. Дело здесь даже не в том, что теперь на каждом рабочем столе может стоять 64-битовый компьютер - само по себе это не прибавляет производительности. Да и не так уж много у обычного потребителя задач, в которых это важно (разве что криптография, поскольку при переходе на 64 битовые вычисления она выигрывает едва ли не больше всех - ниже будет показано, насколько и почему). Дело в том, что теперь архитектуре х86 (обновленной) вновь есть, куда расти. Кроме того, данная архитектура исправляет некоторые огрехи, присущие х86 от рождения - например, в 64 битном режиме применяется 'плоская' модель памяти, количество регистров общего назначения расширено до 16 (чуть дальше автор покажет, какие дивиденды это приносит). Так что самое время задаться вопросом - а кто же выиграет от подобного расширения архитектуры? Для начала перечислим группы пользователей, которым 64 адресация и 64 битовые вычисления нужны уже сейчас:

пользователи CAD, систем проектирования, симуляторов уже давно нуждаются в объеме оперативной памяти больше 4 гигабайт. Хотя способы обходить это ограничение известны (к примеру, Intel PAE), за эти способы приходится расплачиваться производительностью. Действительно, процессоры Xeon поддерживают режим 36 битной адресации, в которой могут адресовать до 64GB оперативной памяти. Суть этой поддержки вкратце состоит в том, что оперативная память разбита на сегменты - и адрес состоит из номера сегмента и адреса ячейки внутри сегмента. Этот способ приводит к потере минимум 30% производительности при операциях с памятью. Да и программирование для 'плоской' модели памяти в 64 разрядном адресном пространстве значительно проще и удобнее - благодаря большому адресному пространству ячейка имеет простой адрес, обрабатываемый за один раз. Не зря многие конструкторские бюро используют достаточно дорогие рабочие станции на RISC процессорах - там поддержка 64 битной адресации и большого объема памяти реализована давно.
в подобной же ситуации находятся пользователи баз данных. Любое крупное предприятие имеет немаленькую базу данных, и расширение максимального объема памяти плюс возможность адресовать данные в базе данных напрямую для них дорогого стоят. Как уже говорилось выше, хотя в специальных режимах 32 битная архитектура IA32 и может адресовать до 64GB памяти - но переход на 'плоскую' модель памяти в 64 битном пространстве гораздо выгоднее. Переход на 64 битовую адресацию выгоден и с точки зрения скорости, и с точки зрения удобства программирования.