英特爾改革 x86 架構,新 x86S 指令集專注 64 位元

作者 | 發布日期 2023 年 05 月 22 日 11:40 | 分類 IC 設計 , 半導體 line share follow us in feedly line share
英特爾改革 x86 架構,新 x86S 指令集專注 64 位元


英特爾公布新白皮書,簡化處理器指令集架構 (ISA)。主要目的是降低舊設備支援,並使全新架構 x86S,也就是 x86-64 ISA 簡化版指令集,能轉向支援 64 位元架構。改變有利將來硬體、韌體和軟體發展。

英特爾 1978 年發表 16 位元微處理器 8086 後,開創了 x86 架構時代。之後英特爾 CPU 升級到 32 位元,AMD 也依此架構率先推出 64 位元處理器,稱為 AMD64,英特爾也推出相容處理器,名為 intel 64,兩者統稱為 x86-64 或 AMD64。

Intel 64 架構存活 20 多年,隨著微軟完全放棄 32 位元作業系統,英特爾韌體也不再原生支援非 UEFI64 作業系統。即便如此,仍有某種形式支援舊設備,需要時執行 32 位元程式。隨時代發展,英特爾現在提出全新架構,稱為 x86S,等於全新純 64 位元架構,取消所有舊設備支援。

簡單來說,純 64 位元模式所運作的老舊架構附件,降低了當前軟體和硬體體系結構的整體複雜性。因此,藉由純 64 位元模式架構可以進行其他符合現代軟體部署的改變,包括使用 64 位元的簡化分段模型,為 32 位應用程式提供分段支持,與使其與現代操作系統戶向整合。還移除 ring 1 和 ring 2,以及 gate 這類過時特性,也移除 16 位元尋址支援。刪除 ring 3 I/O 介面進入支援,刪除字串介面 I/O,並限制中斷控制器 (APIC) 使用 X2APIC,並移除傳統的 8259 支援,以及移除一些未使用的操作系統模式。

相較舊版操作系統,雖然在純 64 位元模式架構 CPU 運行傳統 64 位操作系統並不是英特爾的明確目標,但英特爾架構下軟體生態系統的虛擬化產品已夠成熟,基於虛擬化軟體解決方案可使用虛擬化硬體 (VMX) 提供解決方案,還是能模擬啟動舊操作系統功能。

(首圖來源:英特爾)