解析64位服务器技术的应用与发展

自2003年4月AMD推出64位技术以来，AMD64位阵营已经扩大到2000多家世界级软硬件厂商；IBM、惠普、Sun、富士通、西门子、曙光、联想等行业巨头相继推出基于AMD64技术的产品，为32位计算向64位计算过渡奠定了产业基础。

对于英特尔来说，曾经模棱两可的64位战略在新至强发布后逐渐清晰。英特尔目前的64位策略显然是希望至强和安腾在这两个主要价位段能够各有优势。到2007年，英特尔将与安腾和至强共享一个平台，安腾架构平台的成本将降低到与至强平台相同的水平，性能将超过50% ~ 100%。

I. 64位计算

X86结构目前32位寻址只能4GB空。许多需要模拟真实世界的大型数据库、数字内容创建、视频内容创建和诸如CAD/CAM之类的软件需要大量的存储器容量。此外，安全加密的需要使得处理的数据成倍增加。在石油勘探、天气预报等需要大量数据运算的应用环境中，平台更需要为运算提供更加丰富的内存容量。64位平台寻址能力达到180亿GB，将解决未来很长一段时间高端应用的内存寻址瓶颈。64位平台可以提供64位的计算能力，64位寻址也突破了之前4GB的32位寻址能力，更适合当前大数据处理的环境。

多年来，X86经历了两次扩展，从8位到16位，从16位到32位。32位X86处理器从诞生至今经历了近20年的发展，已经成为计算机行业的行业标准。目前32位X86处理器拥有上亿的市场份额和数十亿的软件投入，再加上大量用户的认可和各种知识库的积累，以至于全面升级到64位计算技术时必须考虑32位计算技术与原系统的兼容性，也就是说这种过渡必须实现无缝转换。

现有的64位计算平台主要是基于RISC架构的高端应用。64位计算由于价格昂贵，对应用环境要求严格，软件支持少，长期以来局限于电信、金融等少数应用领域，无法形成大规模的应用环境。随着信息技术的发展，越来越多的行业迫切需要能够超越32位计算的64位计算平台。

第二，AMD和英特尔64位技术

1.AMD 64位技术和处理器

AMD64是AMD推出的64位平台，扩展了行业标准x86指令集架构，定义了新的计算类型。AMD64平台是第一款旨在实现与现有x86解决方案完全兼容和世界级64位性能的产品。面向服务器和工作站的AMD皓龙处理器是建立这种新型计算的第一个里程碑。

与传统的x86或专有的64位环境相比，AMD64环境可以为多种应用和使用环境带来好处。享受不到好处的应用不需要移植，可以在AMD64环境下全性能运行。AMD64最有可能使以下类型的应用受益:那些需要大量内存寻址的应用，例如那些具有大型数据集和基于主机的桌面应用。有必要管理大量的并发用户或应用线程，例如大型瘦客户端解决方案和用于诸如客户关系管理、供应链管理、企业资源规划和数字权利管理的系统解决方案的大型数据库和数据仓库应用。在计算机辅助设计、制造和工程、数字音乐制作和视频编辑以及实时媒体流解决方案等应用中提供数字内容创作功能的应用。需要数学精度和浮点性能的应用，包括建模、仿真、统计和金融分析、成像/视频/信号处理、物理、医学研究、电信、加密和压缩等。需要大型高性能数据库的应用程序，包括决策支持、检索和索引、文件和内容管理以及语音识别。

对于大部分希望使用64位计算平台的用户来说，拥有64位平台的高性能和可扩展性，同时与之前的32位应用程序具有良好的兼容性。在AMD推出的X86-64位计算平台中，我们可以看到这种基于X86架构的计算平台是一种弥合32位和64位平台差距的解决方案。与之前的64位平台相比，AMD的X86-64 64位产品在架构方面将是兼容的。

AMD皓龙处理器架构采用了独特的设计，可以提供前所未有的性能，支持x86-64指令集，为32位和64位程序提供卓越的性能。随着对需要大量内存的64位应用程序的需求不断增加，我们的计划可以帮助it经理无缝迁移到64位应用程序，这不仅有助于提高他们的业务效率，还可以继续利用他们在32位软件上的投资。

AMD皓龙处理器是基于x86-64架构的新一代64位处理器，除了完全支持64位应用之外，还采用了很多新技术。内存控制器集成在处理器中，取消了传统的北桥，使得系统的内存运行在与处理器相同的频率上，避免了主板芯片组中内存控制器性能低下导致系统整体性能下降的现象。采用HyperTransport技术交换数据，数据带宽达到3.2GBps，采用SOI技术使处理器以更低的功耗运行。同时，AMD Opteron完全兼容现有32位计算平台的硬件、操作系统和软件，用户无需为了使用64位处理器而一次性彻底更新软硬件系统，极大地保护了用户的现有投资，使用户能够根据自己的实际情况构建自己的64位计算平台。

2.英特尔64位技术和处理器

近日，英特尔官方确认了其64位扩展技术的官方名称——英特尔扩展内存64技术(EM64T)。这项技术将被未来的服务器、台式机甚至移动处理器所采用，并且可以支持64位代码操作和更大的内存容量。

与AMD64处理器类似，Intel EM64T处理器也增加了64位子模式工作模式，采用64位平面线性寻址，新增8个通用寄存器，SSE单元新增8个寄存器。EM64T将支持32位和64位操作。在运行64位程序时，会采用64位子模式，而在处理32位操作时，仍然是IA32工作结构。

EM64T与AMD64不同，比如AMD64中的NX位与Intel64位技术不同。但总的来说，IA32e现在应该叫EM64T和AMD64互相兼容，可以运行64位代码。

在英特尔IDF 2004大会上，展示了采用64位扩展技术的至强处理器，即Nocona处理器。该处理器于2004年第二季度推出。到2005年，普雷斯科特处理器也将采用这种技术来支持64位计算。英特尔EM64T技术与AMD的服务器处理器骁龙的64位技术基本相同。新的Xeon (Nocona)很可能针对原来的64位处理器“安腾系列”市场。

目前，英特尔的“安腾+新至强”新武器将应用于64位企业计算领域。64位至强处理器Nocona采用800MHz前端总线技术(较之前的533MHz大幅提升)，起飞频率为2.8GHz，另外还有3GHz、3.2GHz、3.4GHz、3.6GHz型号的产品。它支持英特尔Speedstep技术、超线程和扩展内存64位技术。到目前为止，我们知道Intel已经让Prescott支持64/32位混合模式，只需要通过软件打开Prescott的64位功能。

全新至强64处理器的显著特点是，它可以运行64位应用，同时支持32位应用。因此，至强64处理器可以兼容目前市场上所有基于16位和32位的软件，也完全兼容64位架构下开发的应用软件。

英特尔安腾2处理器是一款理想的64位解决方案，能够支持最苛刻的关键业务企业和技术应用，包括数据库和商业智能、企业资源规划和高性能计算。与基于RISC的专有平台相比，英特尔安腾2架构服务器能够以更低的成本提供相同或更好的性能、可扩展性、可用性和更高的灵活性。

第三，64位服务器将进入全面竞争时代。

如果说英特尔安腾的推出是对64位高端应用的全面厮杀，那么AMD皓龙的出现和推广则是64位技术走下神坛走向全社会的标志，英特尔计划推出至强64位就是有力证明。因此，AMD皓龙处理器的诞生是64位计算市场的一大“亮点”。多年来，高端64位服务器市场一直由RISC架构主导，IBM、SUN和HP在这一领域无所不能。现在Intel和AMD也在进军高端服务器市场，使得64位服务器在这个领域的竞争如此激烈。

虽然64位服务器早在几年前就随着IBM、HP、Sun等厂商推出的采用RISC处理的各种处理器出现在UNIX服务器市场上，但这类服务器相对较少，而且都是大型企业和政府机构。然而，随着AMD Opteron处理器成功接受了一年多的市场考验，Intel在2004年8月成功推出了兼容32位应用的64位Nocona处理器，Intel的64位Itanium 2处理器，以及IBM、HP、Sun等在2005年推出了新的64位RISC处理器，使64位服务器在2005年真正进入全面竞争。

微软还宣布将在2005年推出64位芯片的操作系统，因此2005年可能是升级到64位系统的关键一年。在64位软硬件的支持下，许多企业选择将其服务器升级到64位应用程序，更多的用户在购买新服务器时首先考虑64位服务器系统。在这场64位的竞争中，显而易见的是，目前占据绝大部分市场的PC服务器市场将是整个竞争市场的主战场，而这其中的主角，当然是英特尔的诺康纳和AMD的骁龙处理器。

作者:负翁，高级工程师，长期从事网络管理、系统运维、电子政务、电子商务应用和信息化方面的工作和研究。地址:南京市下关区热河南路53号2单元503室。