兼容性方面的改进
Intel官方是给EM64T这样定义的：EM64T全称Extended Memory 64 Technology，即64位内存扩展技术，它是Intel IA-32架构（Intel Architectur-32 extension）的一个扩展，且兼容原来的架构。通过增加CPU的运算位宽扩展增加CPU和内存之间的位宽，从而让系统支持更大容量的内存（32bit处理器最多只能支持内存容量只有4GB，而64bit的最高则达64GB）。
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寻址空间对应表
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处理器
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虚拟内存寻址
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物理内存寻址
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物理内存容量
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Prescott（P4,普通PC处理器）
Nocona（Xeon，服务器处理器）
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48 bit
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36 bit
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64 GB
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为了实现64bit和32bit两种运算间的兼容，Intel在原来32bit处理器核心的基础上加入了8个64 bit GPRs（通用寄存器）和内存指针（memory pointers），从而实现了64 bit内存寻址。在理论上，虽然EM64T架构最高可以支持64 bit内存寻址，但由于设计和制造工艺等方面的因素，并非所有EM64T的处理器都能达到理论的上限，所以，在64 bit和32bit内存寻址之间提供一个48 bit的虚拟内存寻址，以增强两者间的兼容性。
EM64T模式的运行及识别
既然，EM64T是一种兼容性很强的64 bit扩展技术，那么它是如何工作的呢？
Intel为支持EM64T技术的处理器可分为两大类：传统IA-32模式和IA-32e扩展模式，两大类下具体又可分为多种运行模式，具体如下表：在支持EM64T技术的处理器内有一个称之为扩展功能激活寄存器（Extended Feature Enable Register，IA32_EFER）的部件，其中一个被称作长模式有效（Long Mode Active，LMA)的Bit10控制器控制EM64T是否被激活。当LMA＝0时，处理器便作为一颗标准的32 bit（IA32）处理器运行在传统IA-32模式；当LMA＝1时，EM64T便被激活，处理器会运行在IA-32e扩展模式下。
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EM64T的运行模式
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传统IA-32模式
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IA-32e扩展模式
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保护模式
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真实地址模式
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真实8086模式
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兼容模式
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64位模式
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在IA-32e扩展模式下的兼容模式和64位模式，两者都需要64bit操作系统和64bit驱动程序的支持，但后者才是真正的64bit计算。在64bit模式下，必须要有64bit的操作系统、驱动程序和应用程序三者合作。此时，处理器内的新增的8个GPRs和8个SSE寄存器（XMM8 -XMM15）才会被激活，原有的8个GPRS(RAX, RBX, RCX, RDX, RSI, RDI, RBP, RSP）的宽度也会同时扩展为64bit，并且启用64bit指令指针。此时，处理器才能利用64bit指令操作来支持64bit内存寻址，进行双精度（64bit）整数运算。
而在另一种兼容模式下，计算机允许在64bit操作系统下不需要预编译就可以运行大多数传统16bit或32bit应用程序，这和传统IA-32模式下基本相同，只不过此时的操作系统和驱动程序都是64bit的。
从上面的描述我们可以看出，在不同模式的转换中，处理最大的变化便是寄存器的改变。这正是因为64bit与32bit定义的最大不同就是在寄存器上。我们可以从下表看出寄存器的具体变化情况。
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64位模式
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64兼容模式
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名称
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数量
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容量bits
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名称
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数量
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容量bits
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通用寄存器（GPRs）
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RAX,BX,
RCX,RDX,
RBP,RSI,
RDI,RSP,
R8-15
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16
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64
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EAX, EBX, ECX,
EDX, EBP, ESI,
EDI, ESP
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8
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32
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指令指针
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RIP
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1
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64
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EIP
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1
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32
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浮点寄存器
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ST0-7
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8
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80
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ST0-7
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8
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80
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多媒体寄存器
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MM0-7
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8
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64
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MM0-7
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8
|
64
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SSE寄存器
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XMM0-15
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16
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128
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XMM0-7
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8
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128
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栈宽度
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无
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64
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无
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16或32
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在上表中，我们可以清楚地看到处理器的寄存器在不同模式下的变化情况。虽然支持EM64T的Prescott核心拥有16个GPRs（通用寄存器），但他们并非任何时候都会工作的，Intel根据不同的运行模式定义了他们的工作状态。
支持EM64T的处理器型号
EM64T技术最早是被应用在采用了Nocona核心的Xeon处理器上，尽管Prescott核心支持EM64T技术，但直到最近的 Prescott 2M核心，EM64T才开始被激活。这样，支持此技术的处理器便有Xeon、Pentium 4 Extreme Edition以及Pentium 4 600系列等，具体的处理器型号请参阅下表。
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处理器型号
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主频
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核心
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L2
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制程
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前端总线FSB
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接口
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Xeon
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2.80-3.60GHz
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Nocona
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1M/2M
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90nm
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800 MHz
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Socket604
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Pentium 4 Extreme Edition
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3.73GHz
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Prescott 2M
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2M
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90nm
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1066 MHz
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LGA775
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Pentium 4 660
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3.6GHz
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Prescott 2M
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90nm
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800MHz
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LGA775
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Pentium 4 650
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3.4GHz
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Prescott 2M
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2M
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90nm
|
800MHz
|
LGA775
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Pentium 4 640
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3.2GHz
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Prescott 2M
|
2M
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90nm
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800MHz
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LGA775
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Pentium 4 630
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3.0GHz
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Prescott 2M
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2M
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90nm
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800MHz
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LGA775
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