英特爾、超微與微軟的64位元技術互動

英特爾和超微的64位元處理器競賽，微軟作業系統扮演普及化的重要角色

目前64位元系統分成英特爾的Itanium和超微的AMD64，英特爾隨後又推出IA-32e的64位元延伸架構，由微軟發展的作業系統來看，64位元將會分成Itanium架構和64位元延伸系統兩種，Itanium架構無疑只有Itanium和Itanium II，64位元延伸系統會有AMD64和IA-32e主要提供32與64位元相容的環境。

IA-64
IA-32e和IA-32 EL是兩碼子事

英特爾的Itanium架構是根據直接平行指令集運算（Explicitly Parallel Instructional Computing，EPIC）技術，有128個整數暫存器，128個浮點暫存器，64個述語暫存器（predicate registers）和8個分支暫存器（branch registers），總共328個。RISC處理器的暫存器，平均只有32到64個。

Itanium除了提供上述的巨量資源，EPIC的斷定（Predication）機制，會同時計算多種可能性，以便排除錯誤，減少處理分支；EPIC會利用資料推測（Speculation）的方式，配合L1和L2快取記憶體，使指令可以持續通過，不會被延遲；Itanium還有提供暫存器堆疊引擎（Register Stack Engine，RSE）的自動迴路，處理堆疊與暫存。

Itanium架構裡面關於現有的錯誤檢查修正（Error Correcting Code，ECC），提出新的機器自動檢查架構（Machine Check Architecture，MCA），使處理器和系統晶片組、系統韌體和作業系統，可以在MCA提供的可靠環境中進行協同運作，透過Windows Server 2003 MCA Code與WMI（Windows Management Instrumentation）銜接，之後作業系統會將這些事件轉換成系統的事件記錄，其他系統管理軟體也可以存取WMI，整合Itanium的MCA機制。

簡單地說，IA-32e是一種處理器架構，IA-32 EL是一種順利讓64位元平臺順利執行32位元應用程式的軟體。

IA-32e是英特爾在2004春季IDF新公布的x86指令集64位元延伸架構（64-bit Extension Technology），新的Xeon DP和Xeon MP處理器將支援IA-32e。IA-32執行層（IA-32 EL）是一種架構轉換工具，支援所有Itanium處理器。假如在英特爾的64位元環境執行IA-32的應用程式，作業系統會啟動IA-32執行層，將IA-32架構的應用程式轉換成Itanium架構原生的應用程式。IA-32執行層可以支援SSE2的新指令集，並且加速IA-32應用程式在Itanium架構的處理效能。英特爾網站目前提供IA-32執行層的軟體下載，作業系統出貨時也會同時提供。

IA-32e提供64位元模式和相容模式，64位元模式支援64位元的作業系統、應用程式、驅動程式、平滑虛擬定址空間（flat virtual address space）和通用暫存器（general-purpose registers，GPR），相容模式支援64位元的作業系統和驅動程式，應用程式和通用暫存器會支援32位元環境，提供4GB的定址空間。相容模式將不支援IA-32 架構的虛擬8086模式（Virtual-8086 Mode）和實際模式（Real Mode），許多DOS的設備驅動程式將無法作用。以微軟作業系統為例，Windows Me已經移除實際模式程式碼，MS-DOS、Windows 95/98會受到影響。AMD-64

超微的AMD64延伸自×86架構，與既有32位元的環境完全相容，AMD64用在桌面文書處理的單一處理器環境稱為Athlon 64，用在伺服器和工作站環境的多處理器環境稱為Opteron。

AMD64以實際的速度執行×86的應用程式，不像過去的Itanium採用模擬的方式。在記憶體定址模式上，提供16與32位元的傳統模式（Legacy Mode）、32位元的相容模式及長定址模式（Long Mode）。×86架構中的8個32位元的通用暫存器都擴大為64位元，並且增加8組64位元通用暫存器，也增加8個128位元的XMM暫存器。XMM指令集就像SSE和SSE2，使用在科學應用和多媒體運算，可以提供單一指令多重資料處理（single instruction multiple data，SIMD）更多的空間。

在2004年，為了有別於英特爾Itanium系統，微軟特地為AMD64推出64位元延伸系統Windows XP 64（Windows XP 64-Bit Edition for 64-Bit Extended Systems），微軟目前已經提供Pre-Release版免費下載，裡面已經備妥設備DDK、軟體開發套件（Platform Software Development Kit，PSDK），利用DDK和PSDK，開發人員可以從那裡面的應用程式雙位元介面（Application Binary Interface，ABI）規格文件，裡面會有AMD64軟體轉換的相關說明，另外，AMD64的編譯器可以利用微軟Visual C++ 6.0整合到開發環境，Whidbey也已經可以支援原生AMD64環境的Windows平臺編譯工作。微軟兩種64位元Windows

讓我們再重新整理微軟在64位元平臺的作業系統。Itanium系統有Windows Server 2003 64位元版和Windows XP 64位元版；AMD64系統目前只有64位元延伸系統Windows XP 64。

Itanium系統下的兩種64位元Windows，提供與32位元相當接近的安裝過程和功能元件，附加提供Win PE的OEM預先安裝套件、以及軟體和驅動程式開發套件。作業系統安裝，需注意硬體周邊要具備64位元的驅動程式，WinPE未來將會全面進駐微軟的作業系統。使用者的多國語言介面（MUI）目前支援德、法、西、義、日、韓等語言，微軟目前沒有支援正體中文的打算。64位元Windows Server目前不支援現有的應用程式，包括16位元環境、DOS、POSIX、OS/等2應用程式，.NET Framework、CLR和ASP.NET，多媒體如NetMeeting、Windows Media Player/Server，電源管理、系統還原、網際網路連線防火牆都沒有支援。

64位元延伸系統Windows XP 64支援AMD64的處理器，之後也將會將使用IA-32e 64位元延伸架構的處理器納入支援，因為這些處理器支援32位元的Windows，卻無法執行Itanium系統的64位元Windows，所以微軟乾脆將AMD64和IA-32e兩種處理器送作堆，以單一版本支援×86的64位元環境。比起Itanium系統的64位元Windows，64位元延伸系統Windows XP 64提供更多桌面功能，例如壓縮資料夾（ZIP Folders）、遠端協助、系統還原、Windows Messenger、Movie Maker、Windows Media Player、FAX和NetMeeting等應用程式。微軟預計還會推出64位元延伸系統Windows Server，會提供Windows Media Server和Fax伺服器的應用程式。Win64的特徵

以Windows Server 2003 64位元版為例，有一些特徵是立即觀察到的。雖然Win64支援64顆處理器，不過為了與32位元應用程式相容，WOW64會限制處理器只能使用到前32顆處理器。

首先，Windows的工作管理員增加了處理器親和性（Professor Affinity）的設定。使用者必須要強制設定執行緒（thread）的處理器親和性，否則有時候處理程序會只用一顆處理器運算，無法發揮多處理器運算的優勢。在多處理器下執行應用程式時，處理程序置換時不會固定在同一個處理器執行，每次輪到這支處理程序時，它會在不同處理器之間穿梭、輪替處理，假如處理器之間的工作排程不平均，會影響到執行效能。

其次，64位元Windows完全無法使用16位元的應用程式，包括16位元的DOS、Windows和OS/2應用程式，不過假如安裝程式的16位元處理只是檢查電腦型別，然後立即執行32位元的安裝引擎的話，例如InstallShield和ACME installer，還是能夠繼續在64位元Windows使用。64位元Windows也不支援與核心模式相關的32位元程式碼，例如病毒偵測的檔案系統過濾、顯示卡與網路卡驅動程式等。64位元Windows會在檔案系統與系統登錄檔隔離Win32和Win64，微軟不希望出現與WOW64規格互相感知（WOW64-aware）的32位元應用程式，或是32、64混合的應用程式。假如縱容這些可能性，將會增加相容系統管理上的困擾。文⊙李宗翰