Intel предложила x86S — исконно 64-битный вариант архитектуры x86 для будущих CPU

Intel предложила внести серию изменений в процессорную архитектуру x86, приведя её в соответствие с современными реалиями и отказавшись от сквозной обратной совместимости. Компания опубликовала спецификацию упрощённой архитектуры x86S без поддержки 16- и 32-битных операционных систем — только 64 бита.

Современные x86-процессоры способны обеспечить поддержку всей функциональности, которая предлагалась любыми предшествующими поколениями CPU, начиная с вышедшего в 1978 году Intel 8086. Однако, как считает Intel, в этом нет необходимости: никто не пользуется операционными системами, вышедшими пару десятков лет назад. К тому же среду для них можно эмулировать, подменяя отсутствующие аппаратные функции через технологии виртуализации. Поэтому полная x86-совместимость только усложняет дизайн процессоров, но не несёт практической пользы. А значит, архитектуру можно упростить и сделать эффективнее — именно такая идея заложена в x86S.

Привычный всем 64-битный режим должен при этом стать для x86S-процессоров основным. Это позволит отказаться от переключения из начального 16-битного в 32-битный, а потом в 64-битный режим, через которые при запуске каждый раз проходят современные x86-процессоры. В результате x86S-процессоры потеряют совместимость с 16- и 32-битными операционными системами, однако в ней уже давно нет особой необходимости — Windows 11, например, вообще не имеет 32-битной версии. Что же касается 32-битных приложений, то их работоспособность сохранится — они будут запускаться в «режиме совместимости» из 64-битных ОС, как это и происходит сейчас.

Основные описанные в документе Intel нововведения в архитектуре x86S включают: прекращение поддержки 16-разрядной адресации; запуск процессора сразу в 64-битном режиме; работу исключительно с 64-разрядным UEFI; ликвидацию первого и второго колец защиты, ненужных для современных ОС; отключение доступа к портам ввода/вывода из третьего кольца защиты; отмену строковых операций с портами ввода/вывода; ликвидацию контроллера прерываний 8259; а также возможность запуска старых ОС исключительно через эмуляцию.

Прошлое крупное изменение в архитектуре x86 — добавление в неё 64-битных регистров и режимов x86-64 было реализовано по инициативе AMD, вынесшей соответствующее предложение в 1999 году. Первый процессор компании с поддержкой x86-64 появился в 2003 году, а Intel добавила поддержку 64-битных приложений лишь в 2004 году. Но на этот раз Intel решила выступить локомотивом прогресса и не отдавать конкуренту инициативу по внедрению давно назревших преобразований.

Впрочем, появление детализированной спецификации x86S совсем не означает, что Intel собирается начать её широкомасштабное внедрение в ближайшее время. Однако очевидно, что работа в этом направлении ведётся, и инженеры ищут направления для упрощения и повышения производительности будущих процессоров, в том числе и путём внесения изменений в базовую функциональность. Как полагает Intel, переход на архитектуру x86S станет логичным шагом после отказа от адресной линии A20 в 2008 году (через неё процессоры Intel 8086 могли адресовать до 1 Мбайт памяти) и происходящей сейчас ликвидации поддержки 16- и 32-битных ОС на уровне BIOS материнских плат.