Arsitektur x86 dan x64 merujuk pada dua jenis arsitektur set instruksi ( ISA ) yang paling banyak digunakan yang dibuat oleh Intel dan AMD. ISA menentukan perilaku kode mesin dan mendefinisikan bagaimana perangkat lunak mengendalikan CPU .

ISA adalah antarmuka perangkat keras dan perangkat lunak, yang mendefinisikan apa yang dapat dilakukan CPU dan bagaimana caranya.

Apa itu Arsitektur x86?

x86 adalah jenis ISA untuk prosesor komputer yang awalnya dikembangkan oleh Intel pada tahun 1978. Arsitektur x86 didasarkan pada mikroprosesor Intel 80 86 (sehingga muncullah namanya) dan varian 8088-nya. Awalnya, ini merupakan set instruksi 16-bit untuk prosesor 16-bit, dan kemudian berkembang menjadi set instruksi 32-bit.

Jumlah bit menunjukkan seberapa banyak informasi yang dapat diproses CPU per siklus. Misalnya, CPU 32-bit mentransfer hingga 32 bit data per siklus clock.

Karena kemampuannya berjalan di hampir semua komputer, mulai dari laptop, PC rumahan, dan server, arsitektur x86 telah menjadi populer di antara banyak produsen mikroprosesor.

Keterbatasan paling signifikan dari arsitektur x86 adalah ia dapat menangani RAM maksimum 4096 MB. Karena jumlah total kombinasi yang didukung adalah 2^32 (4.294.967.295), prosesor 32-bit memiliki 4,29 miliar lokasi memori. Setiap lokasi menyimpan satu byte data , yang setara dengan sekitar 4GB memori yang dapat diakses.

Saat ini, istilah x86 menunjukkan prosesor 32-bit yang mampu menjalankan set instruksi x86.

Apa itu Arsitektur x64?

x64 (kependekan dari x86-64) adalah arsitektur set instruksi berbasis x86, yang diperluas untuk memungkinkan kode 64-bit. Pertama kali dirilis pada tahun 2000, memperkenalkan dua mode operasi - mode 64-bit dan mode kompatibilitas, yang memungkinkan pengguna untuk menjalankan aplikasi 16-bit dan 32-bit juga.

Karena seluruh set instruksi x86 tetap diimplementasikan dalam x64, eksekusi yang lama berjalan tanpa penurunan kinerja secara praktis.

Arsitektur x64 mendukung memori virtual dan fisik dalam jumlah yang jauh lebih besar daripada arsitektur x86, yang memungkinkan aplikasi menyimpan data dalam jumlah besar di memori. Selain itu, x64 memperluas jumlah register serbaguna menjadi 16, yang menyediakan peningkatan dan fungsionalitas lebih lanjut.

Arsitektur x64 dapat memanfaatkan total 2^64 byte, yang setara dengan 16 miliar gigabyte (16 exabyte ) memori. Pemanfaatan sumber daya yang jauh lebih besar membuatnya cocok untuk memberi daya pada superkomputer dan mesin yang memerlukan akses ke sumber daya yang besar.

Arsitektur x64 memungkinkan CPU memproses data 64-bit per siklus jam, jauh lebih banyak daripada x86.

Perbandingan antara x86 dan x64

Meskipun kedua jenis arsitektur tersebut berbasis pada set 32-bit, beberapa perbedaan utama membuatnya cocok untuk penggunaan yang berbeda. Perbedaan utama di antara keduanya adalah jumlah data yang dapat ditangani dengan setiap siklus clock dan lebar register prosesor.

Prosesor menyimpan data yang sering digunakan dalam sebuah register untuk akses cepat. Prosesor 32-bit pada arsitektur x86 memiliki register 32-bit, sedangkan prosesor 64-bit memiliki register 64-bit. Dengan demikian, x64 memungkinkan CPU untuk menyimpan lebih banyak data dan mengaksesnya dengan lebih cepat. Lebar register juga menentukan jumlah memori yang dapat digunakan komputer.

Tabel berikut menunjukkan ikhtisar perbedaan utama antara set arsitektur x86 dan x64.

Mengapa 32 bit disebut X86 ?

Sejarahnya berawal dari nomor seri CPU Intel.

1. Intel 8008 • tahun 1972 • 8-bit
2. Intel 8080 • tahun 1974 • 8-bit
3. Intel 8086 • tahun 1978 • 16-bit
4. Intel 80286 • tahun 1982 • 16-bit
5. Intel 80386 "i386" • tahun 1985 • 32-bit
6. Intel 80486 "i486"/"486" • 32-bit
7. Intel 80586 = Pentium I • (penta = 5)
8. Pentium I Pro
9. Pentium II
10. Pentium III
11. Pentium IV • 64-bit mulai 2004
12. Pentium D
13. Pentium Dual Core
14. Core 2 Duo, Core 2 Quad
15. Core i3, i5, i7, i9

Dari 8086 sampai Pentium, polanya adalah 80x86 dimana x adalah sebuah angka.

• Era 80386 adalah awal mula komputer 32-bit.
• Windows 95 adalah Windows pertama yang di-compile sebagai OS 32-bit sehingga mensyaratkan prosesor 32-bit (minimal Intel 80386 DX) sehingga ini menjadi kebiasaan penyebutan bahwa sistem operasi 32-bit perlu prosesor 386, 486, 586, x8

Bagaimana dengan 64-bit, kenapa x64?

Ada dua arsitektur 64-bit yang bersaing di awal mula komputer 64-bit. Yang pertama disebut Intel Itanium 64 dan disimbolkan IA-64. Yang kedua justru dibuat oleh AMD, dimana AMD menambahkan (extend) register dan set instruksi 32-bit milik x86 menjadi 64-bit. Ini disebut AMD64.

Yang menang adalah AMD, sebab instruksi AMD64 kompatibel dengan instruksi x86. Itanium tidak. Program yang sudah di-compile untuk x86 harus dimodifikasi serta di-compile ulang untuk IA-64. Makanya orang mulai menyebut AMD64 ini sebagai x64 atau x86–64.

RIP Intel Itanium 2001–2017. You will not be missed.

 

Misalnya, register "general purpose" di Intel 8086 ada empat yaitu AX, BX, CX, dan DX.

• Saat prosesor Intel 80386 keluar, Intel menyebutnya sebagai EAX, EBX, ECX, dan EDX. Huruf E itu maksudnya "extended" dalam arti tadinya 16-bit kini diperluas jadi 32-bit.
• Namun program assembly yang memanipulasi register AX/BX/CX/DX tetap bisa jalan di 386, sebab AX hanyalah 16-bit paling bawah dari EAX, dan seterusnya.
• Maka prosesor 32-bit dikatakan bisa menjalankan instruksi 16-bit dan sistem operasi 32-bit bisa menjalankan software 16-bit.
• Demikian halnya ketika AMD mengembangkan AMD64, AMD menyebut nama registernya RAX, RBX, RCX, dan RDX.
• Sama halnya—mengakses EAX artinya mengakses 32-bit paling bawah dari RAX, dan mengakses AX artinya mengakses 16-bit paling bawah dari RAX.
• Maka prosesor 64-bit dikatakan bisa menjalankan instruksi 32-bit dan sistem operasi 64-bit bisa menjalankan software 32-bit.
• Sebetulnya bisa saja OS 64-bit menjalankan software 16-bit, karena secara hardware itu "bisa". Tapi ada kerumitan di manajemen memori antara real mode, protected mode, extended mode, dan sebangsanya. Dan lagi software 16-bit di tahun 2009 (Windows 7) sudah dicap sebagai software "jadul". Maka Microsoft memutuskan, mulai Windows 7 dan seterusnya, Windows yang 64-bit akan menolak menjalankan software 16-bit.

Sumber : https://phoenixnap.com,  https://id.quora.com