Athlon 64 FX-51 und Athlon 64 3200+ im Test: Zauber der AMD64-Architektur
11/57Die Kraft der AMD64 Architektur (Fortsetzung)
Grundsätzlich unterscheidet AMD zwischen zwei Betriebsmodi, dem „Long Mode“ und dem „Legacy Mode“, die beide wiederum in verschiedene Modi unterteilt sind.
Operating Mode Operating |
System Required Application |
Recompile Required |
Defaults | Register Extensions |
Typical | ||
---|---|---|---|---|---|---|---|
Address Size (bits) |
Operand Size (bits) |
GPR Width (bits) |
|||||
Long Mode | |||||||
64-Bit Mode | New 64-bit OS | yes | 64 | 32 | yes | 64 | |
Compatibility Mode | New 64-bit OS | no | 32 | 32 | no | 32 | |
no | 16 | 16 | no | 16 | |||
Legacy Mode Protected Mode | |||||||
Legacy | 32-bit OS | no | 32 | 32 | no | 32 | |
no | 16 | 16 | no | 32 | |||
Virtual-8086 Mode | 32-bit OS | no | 16 | 16 | no | 16 | |
Real Mode | Legacy 16-bit OS | no | 16 | 16 | no | 16 |
Der “Long Mode“ besteht aus zwei Modi, dem 64-Bit und dem Kompatibilitäts-Modus. Der 64-Bit Modus unterstützt dabei alle neuen Features und Registererweiterungen der AMD64 Architektur. Hierfür wird ein 64-Bit fähiges Betriebssystem vorausgesetzt und sämtliche Anwendungen müssen neu kompiliert werden, um in diesem Modus zu laufen.
Der Kompatibilitäts-Modus unterstützt unter einem 64-Bit Betriebssystem 32 und 16-Bit Anwendungen. Unter diesem Modus können bisherige 32-Bit Anwendungen ohne ein erneutes Kompilieren genutzt werden, auch wenn das Betriebssystem selbst unter 64-Bit arbeitet. Natürlich machen diese Anwendungen dann jedoch keinen Gebrauch von den neuen Registererweiterungen der AMD64 Architektur und benutzten lediglich 32 oder 16-Bit Adressierung. Der Kompatibilitäts-Modus wird ebenso wie der 64-Bit Modus über eine Code-Segment-Basis durch das Betriebssystem aktiviert. Für eine Anwendung sieht die Umgebung daher wie eine gewöhnliche 32-Bit Umgebung aus. Das Betriebssystem arbeitet aber dann mit den 64-Bit Mechanismen und muss daher eine Übersetzung der Adressierung vornehmen.
Der „Legacy Mode“, der den Betrieb von 16 und 32-Bit Anwendungen unter einem 16 und 32-Bit Betriebssystem sicherstellt, ist wiederum in drei Modi unterteilt, den „Protected Mode“, den „Virtual-8086 Mode“ und den „Real Mode“.
Der „Protected Mode“ unterstützt sowohl 16 als auch 32-Bit Anwendungen, die bis zu 4GB des Speichers belegen können. Hierfür wird ein 32-Bit Betriebssystem benötigt. Die Programme müssen für diesen Modus natürlich nicht neu kompiliert werden, dafür können sie aber auch nicht die neuen Erweiterungen nutzen.
Der „Virtual-8086 Mode“ unterstützt lediglich 16-Bit Programme, die lediglich 1MB des Speichers belegen können. Auch dieser Modus benötigt ein 32-Bit Betriebssystem. Der „Real Mode“ unterstützt ebenso wie der „Virtual-8086 Mode“ nur 16-Bit Anwendungen, dafür jedoch kein Paging und nur simple register-basierende Speicher-Segmentation. Die Programme können auf maximal 1MB Speicher zugreifen. Der „Real Mode“ benötigt ein 16-Bit Betriebssystem. Prozessoren, die die neue AMD64 Architektur implementiert haben, booten im „Legacy Real Mode“, ebenso wie alle anderen Prozessoren, die über die x86 Architektur verfügen.