Intel“革命性” X86s架構(gòu)，帶來哪些顛覆及影響？

英特爾發(fā)布了一份新的白皮書（Intel X86-S擴(kuò)展架構(gòu)規(guī)格），計(jì)劃簡(jiǎn)化其處理器指令集架構(gòu)(ISA)。英特爾提供了“x86-S”的ISA（指令集架構(gòu)），其中“S”可能代表“簡(jiǎn)化”。它是當(dāng)前 x86-64 ISA 的修訂版，去除了所有遺留問題，作為一個(gè)僅 64 位的指令集架構(gòu)獨(dú)立存在。

你可能會(huì)問是什么遺留問題？有很多?，F(xiàn)代 x86-64 ISA 起源于1978 年發(fā)布的英特爾 8086 處理器，大量原始指令集保留在現(xiàn)代處理器中，更不用說每個(gè)后續(xù)處理器添加的擴(kuò)展了: 286、386和486，

英特爾正在考慮削減的內(nèi)容包括 16 位尋址支持、環(huán) 3 I/O 端口訪問、環(huán) 1 和環(huán) 2 整體、字符串端口 I/O、包括 8259 在內(nèi)的遺留 APIC 支持，當(dāng)然還有所有與所有這些舊東西相關(guān)的處理器模式位。

許多喜歡使用最新Windows應(yīng)用程序和游戲的當(dāng)代PC用戶早已在Windows 7時(shí)代轉(zhuǎn)移到64位Windows。這使得系統(tǒng)內(nèi)存量超過4GB（32位操作系統(tǒng)只能解決3.2GB的內(nèi)存），而64位應(yīng)用程序和游戲開始成為主流。因此，由于目前的Windows 11操作系統(tǒng)只有64位，應(yīng)用程序和游戲占用了數(shù)千兆字節(jié)的內(nèi)存，英特爾希望將架構(gòu)精簡(jiǎn)考慮追溯到最初的8086芯片，這似乎是合理的。

x86S 架構(gòu)的主要優(yōu)勢(shì)之一是可以更快地啟動(dòng) CPU，因?yàn)樵趩?dòng)期間無需使用未分頁的傳統(tǒng)模式。"英特爾64架構(gòu)設(shè)計(jì)在復(fù)位后的狀態(tài)與最初的8086相同，然后需要一系列的代碼轉(zhuǎn)換來進(jìn)入64位模式，"英特爾對(duì)其傳統(tǒng)支持解釋道。"一旦運(yùn)行，這些模式就不會(huì)在現(xiàn)代應(yīng)用或操作系統(tǒng)中使用。"作為最終用戶，如果您不使用 16 位應(yīng)用程序，您最有可能注意到的變化是啟動(dòng)速度甚至超過我們已有的速度。

因此，很容易理解，架構(gòu)精簡(jiǎn)將帶來好處，而上面概述的復(fù)雜啟動(dòng)過程將是新Intel x86S芯片用戶觀察到的第一個(gè)好處。對(duì)用戶和開發(fā)人員還有什么好處?英特爾提供了以下要點(diǎn):

使用64位的簡(jiǎn)化分段模型來支持32位應(yīng)用程序的分段，與現(xiàn)代操作系統(tǒng)已經(jīng)使用的相匹配。

刪除現(xiàn)代軟件不使用的ring 1和ring 2以及過時(shí)的分割功能，如門。

移除16位尋址支持。

取消對(duì)ring 3 I/O端口訪問的支持。

消除字符串端口I/O，它支持過時(shí)的CPU驅(qū)動(dòng)I/O模型。

限制本地中斷控制器(APIC)使用X2APIC，并刪除舊的8259支持。

刪除一些未使用的操作系統(tǒng)模式位。

這樣的轉(zhuǎn)變不會(huì)徹底消除對(duì)遺留操作系統(tǒng)的支持。正如該公司在一篇文章中所說，英特爾擁有成熟的虛擬化技術(shù)，仍然可以啟動(dòng)遺留軟件。對(duì)于那些對(duì)在最新的英特爾硬件上運(yùn)行舊的操作系統(tǒng)和軟件感興趣的人，英特爾建議有成熟的基于虛擬化的軟件解決方案，用戶可以使用虛擬化硬件(VMX)。“提供一個(gè)解決方案來模擬啟動(dòng)遺留操作系統(tǒng)所需的功能。”狂熱的復(fù)古電腦愛好者也會(huì)收集和使用舊的PC系統(tǒng)來運(yùn)行他們的舊軟件庫。本周早些時(shí)候，我們注意到有新的英特爾386和英特爾8088便攜式電腦正在開發(fā)和在線銷售。

有趣的是，英特爾描述這些“遺留縮減”處理器的方式聽起來像是它們與標(biāo)準(zhǔn)英特爾 64（或 x86-64）處理器并存。事實(shí)上，Intel 描述了一個(gè)場(chǎng)景，其中標(biāo)準(zhǔn) Intel64 處理器實(shí)現(xiàn)了 x86S 的新功能，包括 64 位本機(jī)引導(dǎo)。顯然，該公司正在征求任何人對(duì)該提案的反饋意見。

這次改變，是不是只影響操作系統(tǒng)呢？就目前看起來，應(yīng)該不會(huì)影響到32bit和64bit的Ring 3應(yīng)用，除了操作系統(tǒng)，BIOS會(huì)需要修改，某些板卡的ROM會(huì)受到影響。

審核編輯 ：李倩