AMD构思这项x86-64技术时，希望平台供应商、开发商及商业用户可以借此技术转移到64位的运算架构上，而另一方面亦希望目前数量庞大的32位应用程序仍然可以发挥卓越的性能。64位运算架构最适用于需要庞大存储容量的应用程序，例如大型的数据库、电脑辅助设计(CAD)工具、以及受目前4GB寻址能力限制的仿真引擎。
AMD扩展x86架构引进64位模式，为x86架构提供一个64位地址空间及一个64位数据空间。AMD的64位处理器可以检测系统究竟采用32位还是64位的模式，然后才按照该模式进行操作。
电脑业业者曾经两度扩展x86指令集，第一次由8位扩展至16位，第二次由16位扩展至32位。x86指令集于二十多年前面世，AMD的x86-64架构特别为此采用简单直接的方式将这套指令集扩展，使开发商可以充分利用多年来累积的经验以及沿用一向惯用的工具。
AMD的x86-64技术简介
x86指令集是业内久经考验及获得最广泛支持的技术。AMD以x86指令集为基础，并按照简单直接的原则，成功开发64位的运算架构。按照设计，AMDx86-64技术可以支持需要占用大量实体及虚拟存储空间的应用方案，其中包括高性能服务器、数据库管理系统及电脑辅助设计工具。x86-64技术可轻易与目前的运算架构及支持工具集成一起，目的是确保工商界可以采用64位电脑系统，以及保障各大小企业在软件方面的投资，事实上工商界多年来用于32位软件的开支高达数十亿美元。
AMD特别为提高x86指令集的性能而引进两个重要的功能特色：其中一个特色是64位扩展，亦称为长模式，而另一特色是寄存器扩展。长模式包括两个子模式，即64位模式及兼容模式。64位模式加添了8个通用寄存器，并联同指令指针扩大寄存器容量，以便可以支持全新的64位代码。这个模式亦添加了8个128位的浮点寄存器。兼容模式可为现有的16位及32位应用程序提供支持，确保这两大类应用程序可在64位操作系统内执行。AMD的x86-64架构除了可支持长模式之外，也可支持上一代的纯x86模式，确保这一模式可与目前的16位及32位应用程序及操作系统二进制兼容。
