Nella giornata di oggi AMD ha introdotto la nuova serie di CPU Athlon 64, nome col quale vengono indicate le CPU compatibili con architettura x86-32 ed x86-64 destinate ad essere usate in sistemi Desktop. L'annuncio di oggi apre una nuova era del PC computing ed è stata davvero tanto attesa da tutti: AMD ha ritardato circa un anno dalle sue previsioni, dato che queste CPU sarebbero dovute approdare sul mercato alla fine dell'estate del 2002.

Finalmente nella giornata di oggi AMD ha svelato le due nuove famiglie di CPU basate su architettura AMD64 a 64-bit che prenderanno il nome di Athlon 64 ed Athlon 64 FX. La prima famiglia va a coprire il mercato mainstream mentre la seconda è destinata al popolo più esigente dei videogiocatori e degli smanettoni. Dunque, in questo momento AMD offre tre serie di processori: Athlon XP, Athlon 64 ed Athlon FX per sistemi Desktop e Mobile.

I modelli introdotti oggi sono l'Athlon 64 (Clawhammer) 3200+ che presenta una frequenza di funzionamento di 2.0GHz reali e la CPU Athlon FX-51 che ha un clock di 2.2GHz e presenta alcune differenze rispetto alla precedente, tanto che essa dovrebbe essere una CPU Opteron "castrata". Le due CPU sono compatibili all'indietro con sistemi a 32-bit, quelli che sono attualmente disponibili, ed offriranno supporto per i futuri sistemi operativi e programmi a 64-bit. A tal proposito ricordiamo che una versione del Windows XP a 64-bit è già in fase di beta testing mentre Linux ha già una release del suo kernel a 64-bit stabile. Le CPU Athlon64 sono disponibili su Socket a 754-pin mentre quelle Athlon FX su socket a 940-pin (derivate da Opteron) e sono destinate a segmenti di mercato commerciale e consumer sia per sistemi desktop che mobile.

Il passo compiuto da AMD è davvero storico: esso segna l'inizio dell'estensione delle istruzioni x86 attualmente utilizzate da AMD ed Intel (x86-32) verso il computing a 64-bit, dunque verso quello che AMD stessa ha chiamato x86-64. Il peso di questa scelta riguarda soprattutto il settore desktop e quello mobile, dato che i 64-bit nel settore professionale sono stati introdotti sia da Intel che da AMD da qualche tempo.

Ma perché è necessario (o non lo è) il passaggio al computing a 64-bit? Per rispondere a questa domanda è bene capire cosa vuol dire parlare di processori a 32-bit e processori a 64-bit. Quello a cui ci si riferisce è la larghezza dei registri disponibili all'interno della CPU, soprattutto quelli che dialogano con il core e la memoria cache L1. Un registro altro non è che una cella di memoria nella quale poter memorizzare dei valori: ad esempio se siamo di fronte ad una operazione di somma di due numeri interi come 3 + 5 ci appoggiamo su due registri separati nei quali sono contenuti i numeri 3 e 5. A questo punto verrà eseguita l'operazione di somma ed il risultato, 8, verrà memorizzato in un nuovo registro per essere poi inviato in uscita. E' facile capire che ogni dato che deve essere processato necessita di essere memorizzato in un registro, perciò il numero e la dimensione di questi è importante nello stabilire le prestazioni del sistema.

Ma, a questo punto, sono necessari davvero 64-bit oppure anche questa è solo una operazione di marketing? Si e no! Se restiamo nell'ambito di calcoli su numeri interi, avere registri a 64-bit può essere di aiuto solo se si addizionano numeri molto grandi che non possono essere memorizzati in un singolo registro a 32-bit (maggiori di 4.294.967.296 = 2^32). E questo con il software attuale non accade quasi mai!

Quando si opera con numeri decimali o (floating point)  un registro a 64-bit è in grado di offrire una precisione decisamente maggiore di quella di un registro a 32-bit. Ma anche se un registro a 64-bit può immagazzinare più cifre decimali di uno a 32, l'attuale architettura x86 a 32-bit utilizzata da Intel ed AMD fornisce già registri a 64-bit per le operazioni floating point (unendo due registri a 32-bit) per arrivare anche ad 80-bit internamente; dunque nessun vantaggio anche in questo senso.

Nel computing a 64-bit occorre anche prendere in esame la possibilità di indirizzare una maggiore quantità di dati. L'indirizzamento è uno dei punti nodali per poter espandere gli attuali sistemi; questo perché se si hanno a disposizione un elevato numero di indirizzi è possibile utilizzare una maggiore quantità di memoria RAM. Facciamo un esempio: se abbiamo a disposizione 2 bit abbiamo a disposizione solo 4 indirizzi diversi: 00, 01, 10, 11. Attraverso questi indirizzi possiamo identificare altrettante celle di memoria, ad esempio da 1 byte; in totale 4 byte. Con una disponibilità di 32-bit la CPU può trovare una locazione di memoria fra 4,3 miliardi di locazioni. Infatti la massima quantità di memoria RAM installabile negli attuali sistemi a 32-bit è pari a 4 GB.

Con un sistema a 64-bit la limitazione è di 18 petabytes (1 petabytes = 1.000 terabytes = 1.000.000 gigabytes) di memoria fisica! In questo caso i 64-bit apportano un miglioramento notevole anche se Intel è convinta che la rottura della barriera dei 4 GB di memoria sia ancora molto prematura nel settore desktop che non ha ancora raggiunto quella dei 2 GB.