每日觀察!砍掉 16 位、32 位，英特爾提出 x86-S ，直接支持 64 位架構(gòu)！

整理 | 屠敏，鄭麗媛

出品 | CSDN（ID：CSDNnews）

(資料圖片僅供參考)

落后了自然要被淘汰，曾經(jīng)的經(jīng)典因此也正在逐步消失。

隨著 64 位操作系統(tǒng)的普及以及現(xiàn)代軟件對(duì)更多內(nèi)存需求的不斷增長(zhǎng)，很多用戶選擇更為先進(jìn)的 64 位操作系統(tǒng)也就不足為奇了。然而，盡管各方想方設(shè)法地逐步淘汰掉，但是仍然有很多硬件保留對(duì)舊系統(tǒng)的傳統(tǒng) 32 位、16 位模式的支持。

認(rèn)識(shí)到簡(jiǎn)化其架構(gòu)和優(yōu)化性能的機(jī)會(huì)，近日，芯片巨頭英特爾提出一個(gè)設(shè)想與提議：直接取消傳統(tǒng) 32 位和 16 位的支持，建議轉(zhuǎn)向僅 64 位的架構(gòu)，并將最新的架構(gòu)稱之為 x86-S，旨在消除不必要的遺留模式，為未來(lái)更快的系統(tǒng)鋪平道路。

淘汰掉 16 位、32 位已迫在眉睫

事實(shí)上，全線下架 16 位、32 位應(yīng)用早已是業(yè)界共識(shí)：

2018 年 iOS 11 發(fā)布的時(shí)候，蘋果已全面淘汰 32 位的應(yīng)用 APP。

2019 年谷歌曾公開提醒開發(fā)者，停止開發(fā)新的 32 位 APP 或?yàn)槠涮峁└隆２贿^(guò) Android 畢竟是一個(gè)開源項(xiàng)目，難以強(qiáng)制推行淘汰 32 位程序，所以這項(xiàng)計(jì)劃并沒(méi)有被嚴(yán)格執(zhí)行。

2022 年，國(guó)內(nèi)小米、OPPO、Vivo、騰訊應(yīng)用寶、百度手機(jī)助手聯(lián)合宣布，在應(yīng)用商店發(fā)布的所有應(yīng)用必須支持 64 位架構(gòu)。

……

在此趨勢(shì)下，英特爾最新公開發(fā)布《構(gòu)想簡(jiǎn)化的英特爾架構(gòu)》白皮書，宣布純 64 位模式架構(gòu)的 Intel x86-S 架構(gòu)，亦是一種順勢(shì)而為。

正如白皮書中所說(shuō)，Intel 64 位架構(gòu)已經(jīng)有 20 多年歷史，但隨著微軟在 Windows 11 中放棄 32 位架構(gòu)，英特爾固件也已不再原生支持非 UEFI64 操作系統(tǒng)。如今，64 位操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)，它們還保留了運(yùn)行 32 位應(yīng)用的能力（目前 32 位應(yīng)用仍占據(jù)著較高份額），但已不再支持 16 位應(yīng)用。

隨著時(shí)代發(fā)展，英特爾認(rèn)為：" 我們的硬件和軟件生態(tài)系統(tǒng)存在簡(jiǎn)化的機(jī)會(huì)。" 簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，x86S 將取消所有以前對(duì) 16 位和 32 位的遺留支持，成為一個(gè)全新的 64 位模式架構(gòu)。

采用純 64 位模式架構(gòu)的好處

純 64 位架構(gòu)的 x86-S，會(huì)刪除一些舊架構(gòu)的附屬模塊，以此降低軟件和硬件體系結(jié)構(gòu)的整體復(fù)雜性。不僅如此，通過(guò)探索純 64 位模式架構(gòu)，還可以進(jìn)行與現(xiàn)代軟件部署一致的其他更改，包括：

使用 64 位簡(jiǎn)化分段模型，為 32 位應(yīng)用提供分段支持，與現(xiàn)代操作系統(tǒng)已使用的內(nèi)容相匹配。

刪除現(xiàn)代軟件不使用的 Ring 1 和 Ring 2，以及過(guò)時(shí)的分段功能。

刪除 16 位尋址支持。

取消對(duì) Ring 3 I/O 端口訪問(wèn)的支持。

取消字符串端口 I/O，因?yàn)樗С诌^(guò)時(shí)的 CPU 驅(qū)動(dòng)的 I/O 模型。

將本地中斷控制器（APIC）的使用限制改為 X2APIC，并刪除對(duì)舊版 8259 的支持。

刪除一些未使用的操作系統(tǒng)模式位。

英特爾對(duì) x86S 的設(shè)想：純 64 位模式如何工作？

據(jù)白皮書介紹，Intel 64 架構(gòu)設(shè)計(jì)在復(fù)位時(shí)與最初的 16 位微處理器 "8086" 處于相同狀態(tài)，都需要進(jìn)行一系列代碼轉(zhuǎn)換才能進(jìn)入 64 位模式。一旦運(yùn)行，這些模式就很少在現(xiàn)代應(yīng)用或操作系統(tǒng)中使用。

而 x86-S 作為一個(gè)全新的 64 位模式架構(gòu)，可在真實(shí)模式或保護(hù)模式下運(yùn)行 64 位等效技術(shù)，例如：

目前以實(shí)地址模式啟動(dòng) CPU（SIPI）時(shí)，需要一個(gè) 64 位的替代。但直接處于 64 位復(fù)位狀態(tài)的話，就可以跳過(guò)多個(gè)跳板代碼階段，直接進(jìn)入 64 位操作狀態(tài)。

使用 5 級(jí)頁(yè)需要禁用分頁(yè)，這意味著需要回到無(wú)分頁(yè)的傳統(tǒng)模式。但在如今提議的 x86S 架構(gòu)中，我們可以在不離開分頁(yè)模式的情況下切換到 5 級(jí)分頁(yè)。

同時(shí)，英特爾補(bǔ)充：這些修改可通過(guò)對(duì)系統(tǒng)架構(gòu)進(jìn)行簡(jiǎn)單增強(qiáng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，即只影響操作系統(tǒng)本身。

x86-S 還不會(huì)很快出現(xiàn)

盡管對(duì)于 x86-S 的整體構(gòu)想已大致成型，甚至英特爾架構(gòu)的軟件生態(tài)系統(tǒng)已經(jīng)有了足夠成熟的虛擬化產(chǎn)品，但英特爾還是表示，宣告這個(gè)消息只是 " 為了征求生態(tài)系統(tǒng)的反饋意見，同時(shí)探索將 ISA 過(guò)渡擴(kuò)展到純 64 位模式的好處 "。

因此，至少就目前來(lái)看，我們還不會(huì)很快看到 x86-S，這次英特爾發(fā)布的白皮書更像是一種面向業(yè)內(nèi)專業(yè)人士和開發(fā)人員的預(yù)告。

不過(guò)就算如此，英特爾這番公告還是引起了許多用戶的關(guān)注和討論：

" 英特爾是時(shí)候面對(duì)事實(shí)了，即 8086 架構(gòu)根本不夠優(yōu)雅，無(wú)法像 IBM 360 架構(gòu)那樣保持各個(gè)時(shí)代的兼容性，所以放手吧。"

" 現(xiàn)代管理程序技術(shù)意味著，現(xiàn)在可能確實(shí)是 32 位原生硬件該被淘汰的時(shí)候了。"

那么，你見過(guò)多少 16 位、32 位應(yīng)用，對(duì)于英特爾的這個(gè)預(yù)告又有什么看法呢？

參考鏈接：

https://www.intel.cn/content/www/cn/zh/developer/articles/technical/envisioning-future-simplified-architecture.html

https://forums.theregister.com/forum/all/2023/05/25/intel_proposes_dropping_16_bit_mode/