長模式

在x86-64處理器架構中，當處於長模式（Long mode）時，64位應用程序（或者是操作系統）可以使用64位指令和寄存器，而32位程序將以一種兼容子模式運行。虛擬86模式在長模式下不可用，也就是說，長模式不相容16位元程式。

概述

不在長模式下運行時，處理器支持實模式和保護模式兩個子模式，在這兩個模式下的x86-64處理器與x86-32處理器運行方式完全相同。

CPUID擴展屬性域中的一個位可以令運行在實模式或者保護模式的程序得知處理器能否轉換到長模式，這使得程序能夠檢測是否使用了x86-64處理器。這類似於Intel IA-64處理器使用CPUID中的一個屬性位來讓程序檢測自己是否運行在IA-32仿真模式下。

儘管寄存器的大小與以前的x86架構相比增加到了64位，但是現時的x86-64電腦不允許尋址到EB級別大小的記憶體（Intel Xeon Scalable平台和AMD EPYC平台最多只支援到TB級別大小的記憶體）。這是現時x86-64 CPU的限制。