砍掉 16 位、32 位，英特爾提出 x86-S ，直接支持 64 位架構！

整理 | 屠敏，鄭麗媛

出品 | CSDN（ID：CSDNnews）

【資料圖】

落后了自然要被淘汰，曾經的經典因此也正在逐步消失。

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

認識到簡化其架構和優化性能的機會，近日，芯片巨頭英特爾提出一個設想與提議：直接取消傳統 32 位和 16 位的支持，建議轉向僅 64 位的架構，并將最新的架構稱之為 x86-S，旨在消除不必要的遺留模式，為未來更快的系統鋪平道路。

淘汰掉 16 位、32 位已迫在眉睫

事實上，全線下架 16 位、32 位應用早已是業界共識：

2018 年 iOS 11 發布的時候，蘋果已全面淘汰 32 位的應用 APP。

2019 年谷歌曾公開提醒開發者，停止開發新的 32 位 APP 或為其提供更新。不過 Android 畢竟是一個開源項目，難以強制推行淘汰 32 位程序，所以這項計劃并沒有被嚴格執行。

2022 年，國內小米、OPPO、Vivo、騰訊應用寶、百度手機助手聯合宣布，在應用商店發布的所有應用必須支持 64 位架構。

……

在此趨勢下，英特爾最新公開發布《構想簡化的英特爾架構》白皮書，宣布純 64 位模式架構的 Intel x86-S 架構，亦是一種順勢而為。

正如白皮書中所說，Intel 64 位架構已經有 20 多年歷史，但隨著微軟在 Windows 11 中放棄 32 位架構，英特爾固件也已不再原生支持非 UEFI64 操作系統。如今，64 位操作系統是計算機的標準，它們還保留了運行 32 位應用的能力（目前 32 位應用仍占據著較高份額），但已不再支持 16 位應用。

隨著時代發展，英特爾認為：" 我們的硬件和軟件生態系統存在簡化的機會。" 簡單來說，x86S 將取消所有以前對 16 位和 32 位的遺留支持，成為一個全新的 64 位模式架構。

（x86S 架構，旨在完成向 64 位架構的過渡，取消一些遺留模式）

采用純 64 位模式架構的好處

純 64 位架構的 x86-S，會刪除一些舊架構的附屬模塊，以此降低軟件和硬件體系結構的整體復雜性。不僅如此，通過探索純 64 位模式架構，還可以進行與現代軟件部署一致的其他更改，包括：

使用 64 位簡化分段模型，為 32 位應用提供分段支持，與現代操作系統已使用的內容相匹配。

刪除現代軟件不使用的 Ring 1 和 Ring 2，以及過時的分段功能。

刪除 16 位尋址支持。

取消對 Ring 3 I/O 端口訪問的支持。

取消字符串端口 I/O，因為它支持過時的 CPU 驅動的 I/O 模型。

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

刪除一些未使用的操作系統模式位。

英特爾對 x86S 的設想：純 64 位模式如何工作？

據白皮書介紹，Intel 64 架構設計在復位時與最初的 16 位微處理器 "8086" 處于相同狀態，都需要進行一系列代碼轉換才能進入 64 位模式。一旦運行，這些模式就很少在現代應用或操作系統中使用。

（X86S 中支持和不支持的模式）

而 x86-S 作為一個全新的 64 位模式架構，可在真實模式或保護模式下運行 64 位等效技術，例如：

目前以實地址模式啟動 CPU（SIPI）時，需要一個 64 位的替代。但直接處于 64 位復位狀態的話，就可以跳過多個跳板代碼階段，直接進入 64 位操作狀態。

使用 5 級頁需要禁用分頁，這意味著需要回到無分頁的傳統模式。但在如今提議的 x86S 架構中，我們可以在不離開分頁模式的情況下切換到 5 級分頁。

同時，英特爾補充：這些修改可通過對系統架構進行簡單增強來實現，即只影響操作系統本身。

x86-S 還不會很快出現

盡管對于 x86-S 的整體構想已大致成型，甚至英特爾架構的軟件生態系統已經有了足夠成熟的虛擬化產品，但英特爾還是表示，宣告這個消息只是 " 為了征求生態系統的反饋意見，同時探索將 ISA 過渡擴展到純 64 位模式的好處 "。

因此，至少就目前來看，我們還不會很快看到 x86-S，這次英特爾發布的白皮書更像是一種面向業內專業人士和開發人員的預告。

不過就算如此，英特爾這番公告還是引起了許多用戶的關注和討論：

" 英特爾是時候面對事實了，即 8086 架構根本不夠優雅，無法像 IBM 360 架構那樣保持各個時代的兼容性，所以放手吧。"

" 現代管理程序技術意味著，現在可能確實是 32 位原生硬件該被淘汰的時候了。"

那么，你見過多少 16 位、32 位應用，對于英特爾的這個預告又有什么看法呢？

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/