Quando a arquitetura AMD64 foi lançada junto com o Athlon 64, ela trouxe um modo de operação de 64 bits para as instruções x86. Este modo é chamado de x86-64 pela AMD e o que ele faz é expandir os registradores de 32 bits existentes em registradores de 64 bits. Todos os processadores AMD64 têm dezesseis registradores de propósito geral de 64 bits quando operando no modo x86-64. Neste modo o barramento de endereço do processador também é expandido de 32 para 40 bits, habilitando o processador para acessar diretamente até 1 TB de memória RAM (2^40). Além disso, neste modo de operação o processador pode acessar até 256 TB de memória virtual (2^48). A memória virtual é uma técnica que permite ao processador simular mais memória RAM do que realmente existe instalada no micro, criando um arquivo no disco rígido chamado arquivo de troca.
A Intel copiou todas essas características e por isso elas não são mais exclusivas da AMD. No entanto, enquanto todos os processadores AMD64 suportam o modo x86-84 (a exceção fica por conta dos primeiros processadores Sempron soquete 754), nem todos os processadores atuais da Intel suportam esta característica.
Para usar este modo, no entanto, é necessário rodar um sistema operacional de 64 bits. Não espere acessar mais do que 4 GB de memória RAM com um Athlon 64 trabalhando no Windows XP, por exemplo, já que esse sistema operacional roda no modo de 32 bits. Para mais detalhes sobre o modo de 64 bits, leia nosso tutorial sobre o assunto.
Como você pode notar, o controlador de memória da arquitetura AMD64 suporta as tecnologias DDR ou DDR2. A tecnologia DDR (Taxa de Transferência Dobrada) permite que dois dados sejam transferidos por pulso de clock. Por isso, quando um Athlon 64 com memórias DDR400/PC3200 é utilizado, o processador acessa a memória a 200 MHz e não a 400 MHz (memórias DDR e DDR2 são rotuladas com o dobro do clock real que elas utilizam).
Todos os processadores AMD64 têm 64 KB de cache L1 de instruções e 64 KB de cache L1 de dados. O cache de memória L2 varia de acordo com o modelo do processador. Em processadores de dois núcleos o cache L2 é separado, ou seja, cada núcleo tem seu próprio cache de memória L2. Nos novos processadores da Intel (Core Duo e Core 2 Duo), o processador tem apenas um cache de memória L2 que é compartilhado entre os núcleos (a Intel afirma que esta técnica de cache compartilhado aumenta o desempenho do processador).
