Intel лансира опростена x86S архитектура

Процесорите на Intel ще претърпят значима промяна с опростената архитектура x86S
(снимка: Intel)

Intel планира серия от промени в процесорната архитектура x86, която доминира в персоналните компютри. Компанията привежда x86 в съответствие със съвременните реалности и изоставя обратната съвместимост. Новата, опростена x86S архитектура няма да поддържа 16- и 32-битови операционни системи, а само 64-битови.

Днешните x86 процесори поддържат пълната функционалност на всяко предишно поколение CPU, като се започне с Intel 8086 от 1978 г. Но според Intel, това не е необходимо: никой вече не използва операционни системи, пуснати преди няколко десетилетия. В допълнение, средата за тях може да бъде емулирана чрез заместване на липсващите хардуерни функции с технологии за виртуализация.

Следователно, пълната x86 съвместимост само усложнява дизайна на процесорите, без да носи практически ползи. Това означава, че архитектурата може да бъде опростена и направена по-ефективна – точно това е идеята, заложена в x86S.

64-битовият режим ще стане основен за процесорите x86S. Така Intel ще избегне преминаването на x86 процесорите от 16-битов режим към 32-битов, а след това към 64-битов, при всяко стартиране. В резултат процесорите x86S ще загубят съвместимост с 16-битови и 32-битови операционни системи, но от нея няма особена нужда – Windows 11, например, изобщо няма 32-битова версия.

Що се отнася до 32-битовите приложения, тяхната производителност ще остане същата – те ще стартират в „режим на съвместимост” в 64-битовите операционни системи, както е сега.

Основните иновации в архитектурата x86S, описани в документа на Intel, включват:

• прекратяване на поддръжката за 16-битово адресиране;
• незабавно стартиране на процесора в 64-битов режим;
• работа изключително с 64-битов UEFI;
• премахване на първия и втория защитни пръстени, които са ненужни за съвременните операционни системи;
• деактивиране на достъпа до I/O портове от третия пръстен на защита;
• анулиране на операции с низове с I/O портове;
• премахване на контролера за прекъсване 8259;
• стартиране на по-стари операционни системи изключително чрез емулация.

Последната голяма промяна в архитектурата x86 – добавянето на 64-битови регистри и режими x86-64 – беше реализирана по инициатива на AMD, която направи съответното предложение през 1999 г. Първият x86-64 процесор на компанията се появи през 2003 г., а Intel добави поддръжка за 64-битови приложения едва през 2004 г.

Но този път Intel реши да не дава инициативата на конкурента, въвеждайки дългоочаквани промени. Все пак появата на подробна спецификация на x86S не означава, че Intel ще започне мащабното ѝ внедряване в близко бъдеще. Работи се в тази посока и инженерите търсят начини за опростяване и подобряване на производителността на бъдещите процесори, включително чрез промени в основната функционалност.

Според Intel, преходът към архитектурата x86S ще бъде логична стъпка след отказа от адресната линия A20 през 2008 г. (чрез която процесорите Intel 8086 можеха да адресират до 1MB памет) и текущото премахване на поддръжката за 16- и 32-битови операционни системи на ниво BIOS в дънните платки.