[ON] Intel развивает упрощённую архитектуру x86S, работающую только в 64-разрядном режиме

[rssbot]

Компания Intel представила упрощённую процессорную архитектуру x86S (x86 Simplification), реализующую только 64-разрядный режим и избавленную от поддержки устаревших концепций. Поддержка 16- и 32-разрядных операционных систем в x86S прекращена, но их можно будет запускать при помощи виртуализации. Возможность запуска 32-разрядных приложений в окружении 64-разрядной ОС сохранится.


Процессоры с новой архитектурой будут запускаться сразу в 64-разрядном режиме, минуя промежуточные переключения в 16- и 32-разрядные режимы в процессе инициализации. В x86S также реализована возможность переключения на использование 5-уровневой структуры таблицы страниц памяти, без предварительного отключения страничной адресации и минуя переход в бесстраничный режим.

Особенности архитектуры x86S:

• Прекращение поддержки 16-разрядной адресации и возможности переопределения размера адреса.
• Использование упрощённой 64-разрядной модели сегментной адресации памяти для поддержки сегментной адресации в 32-разрядных приложениях, что соответствует практике, используемой в современных операционных системах.
• Прекращение поддержи 1 и 2 колец защиты, которые не применяются в современном ПО.
• Прекращение поддержки 32-разрядного режима в нулевом кольце защиты.
• Удаление 16- и 32-разрядных защищённых режимов.
• Прекращение поддержки доступа к портам ввода/вывода из 3 кольца защиты.
• Прекращение поддержки строковых операций с портами ввода/вывода (INS/OUTS)
• Прекращение поддержки контроллеров прерываний 8259 и использование только программируемых контроллеров X2APIC.
• Удаление некоторых неиспользуемых битов режимов операционной системы.

Источник: https://www.opennet.ru/opennews/art.shtml?num=59164
(opennet.ru, основная лента)

[UnixNoob]

Из новости понятно только что убрали и прекратили, но не понятно мне, как пользователю, что это даст.

[Aliech]

Из новости понятно только что убрали и прекратили, но не понятно мне, как пользователю, что это даст.

Необходимость занести ещё половину-две-три стоимости вашего нового процессора в представительство intel, если вдруг вам понадобится запустить какое-нибудь легаси адовое на голом железе? Нет? И не удивлюсь, если всю эту легаси историю оставят в проце, а чтобы она работала, надо будет загрузить микрокод с официальной одноразовой флешки. А вот уже флешка будет стоит 100500 денег. Ну как всякие HP делают со своим Ынтерпрайзным железом.

[Janik]

но не понятно мне, как пользователю, что это даст.

Как пользователю ничего не даёт, а вот для программистов можно будет выкинуть туеву кучу костылей, обеспечивающих загрузку ОС.

[Bizdelnick]

не понятно мне, как пользователю, что это даст

Теоретически может дать некоторое удешевление за счёт упрощения архитектуры. Но вряд ли оно будет сколько-нибудь заметным.

Добавлено (11:03):

если вдруг вам понадобится запустить какое-нибудь легаси адовое на голом железе

Даже представить себе не могу, зачем такое может понадобиться. Это адовое легаси и на 5% возможности современного железа использовать не сможет. Виртуалки/эмуляторы, соответственно, никакого ощутимого оверхеда не дадут. Пробросить в них практически любое устройство всегда можно.

[UnixNoob]

Aliech
Мрачная перспектива А я думал что мы скоро все на arm перейдем, но глядя как у Apple растут размеры процессора, теперь не уверен. С новыми Intel и Ryzen у топа и около топа начали появляться проблемы с охлаждением, воздуха становится мало, а AMD вообще утверждает что 95 градусов это нормально, при работе. Воде я как-то не доверяю, по причине того что компьютер стоит под столом и корпус не прозрачный. В итоге захочешь что-то мощное, придется думать, а смогу ли охладить
Janik
А что мешает сейчас сделать onlyX64 систему? А если хочешь старое запускать, вон какой-нибудь Flatpack с runtime?

Теоретически может дать некоторое удешевление за счёт упрощения архитектуры. Но вряд ли оно будет сколько-нибудь заметным.

Я сразу вспоминаю убирание зарядок из новых телефонов и Apple со своими процессорами, что-то не подешевело Хотя, для производителей, подешевело конечно.

[Bizdelnick]

Я сразу вспоминаю убирание зарядок из новых телефонов

Мне казалось, это делали не столько ради удешевления, сколько ради уменьшения производства мусора.

что-то не подешевело

Тут непонятно, как сравнивать. Надо ведь рассчитать, сколько стоила бы та же модель с зарядкой в комплекте. Полной информацией, позволяющей это сделать, владеет только производитель, да и ему это не так просто. Надо ведь учесть не только себестоимость зарядки, но и стоимость упаковки, изменение транспортных расходов за счёт уменьшения веса и объёма и т. п.

Добавлено (11:17):

AMD вообще утверждает что 95 градусов это нормально, при работе

Вроде бы, Intel давно при таких температурах работают, если не более высоких (забыл уже точные цифры).

[UnixNoob]

Мне казалось, это делали не столько ради удешевления, сколько ради уменьшения производства мусора.

Возможно я что-то путаю, мне казалось там было и про цену.

Вроде бы, Intel давно при таких температурах работают, если не более высоких (забыл уже точные цифры).

Да, сейчас что Intel 13900, что Amd 7950 охладить, не ограничивая потребление, одинаково сложно. Просто Intel не утверждала, что постоянная работа при 95 градусах это нормально. Это просто новость такая была, а не укол Amd

[Bizdelnick]

А что мешает сейчас сделать onlyX64 систему?

С нуля — ничто не мешает. А когда надо тянуть совместимость со старым софтом и сопутствующими чипами, это становится проблемой.

[UnixNoob]

С нуля — ничто не мешает.

Но этого же сейчас никто не делает, значит, видимо, разраблтчикам это не интересно. Хотя было бы логично, чтобы сначала были написаны такие системы, а затем произошел отказ от старых процессоров.

[Red Gremlin]

если вдруг вам понадобится запустить какое-нибудь легаси адовое на голом железе?

А как вы это сейчас собираетесь делать на последнем поколении интелов с UEFI без CSM?

[Aliech]

Даже представить себе не могу, зачем такое может понадобиться. Это адовое легаси и на 5% возможности современного железа использовать не сможет. Виртуалки/эмуляторы, соответственно, никакого ощутимого оверхеда не дадут. Пробросить в них практически любое устройство всегда можно.

Во-первых, применение виртуалки надо согласовать. Чтобы разработчик софта дал письменное заключение, что "так будет работать". А производитель комплекса провёл испытания комплекса (типовые) с софтом, но уже в виртуалке. Да, это всё не про честь Василия Пукина и его домашнего ПК.

Во-вторых, "адовое легаси" это далеко и не только что-то, работающее в 16 битах. Ониж не только его дропают, но и форматы прерываний и способы доступа к i/o. Их тоже виртуализировать? (это риторический вопрос, на него предопределён отрицательный ответ)

Итого, поскольку вечного железа пока не существует, все конторы, у которых отомрёт системник, будут вынуждены занести дополнительные деньги в intel за камень с полной обратной совместимостью, или, скорее всего, за патч микрокода, который вернёт им обрезанный функционал. Казалось бы, причём тут домашние потребители? Но, как показывает опыт, у порочных практик нет предела в применимости. И, для начала, они заставят заплатить тех, кто готов заплатить (ну или не очень готов, но простой оборудования дороже запрошенных денег). А следом и ты уже вынужден оплачивать подписку на функцию "ускорение видео VP9/AV1", потому что она не входит в базовый функционал твоего железа и разблокируется только по подписке. А видео с YouTube хочется смотреть на купленном в кредит 8k мониторе без тормозов.

С новыми Intel и Ryzen у топа и около топа начали появляться проблемы с охлаждением, воздуха становится мало, а AMD вообще утверждает что 95 градусов это нормально, при работе.

При такой потребляемой мощности и такой площади отводящей поверхности, учитывая дополнительные термопереходы: чиплет=>припой=>крышка проца (априори тонкая и плохо растягивающая тепло по своей поверхности)=>термопаста (возможно очень плохая)=>подошва охлаждения, конечно 95 градусов это норма. Физику очень трудно обмануть.

Не выпускать заведомо обречённые на тепловую деградацию модели они не могут. Потому единственной мерой могло бы стать увеличение поверхности отводящей, но это так проц ещё дороже станет, да производителям м/п такое не понравится. А новый процессор не выпустишь - сразу инвесторы нервничать начнут, фанбои на форумах вонь подымать будут и т.д. Да и нет необходимости как-то парится, ведь смерть процессора от тепловой деградации наступит не сразу, но гарантированно случится. И придётся потребителю идти ещё раз что-то покупать.

А серверные процы так не греются, кстати, хотя там и Ватт больше. Почему? Ну так там какие размеры то? Площадь теплосъёма решает!

Ну а пользователям, коли хочется "обмазаться" свежим топовым железом, стоит уже научится скальпировать его. Я вот, для себя, сделал ещё проще: временно остановился на 5xxx ryzen'ах. Они слабее 7xxx ~ на столько же, насколько меньше жрут/греются. За сим я пока спокоен и не тороплюсь менять поколения.

А как вы это сейчас собираетесь делать на последнем поколении интелов с UEFI без CSM?

Адовое легаси может быть и EFI-приложухой, ходящей самостоятельно в i/o на LPC, используя 8259A-style векторные прерывания и дырки памяти для доступа (т.е. доступ к i/o из "третьего кольца").

[UnixNoob]

А серверные процы так не греются, кстати, хотя там и Ватт больше. Почему? Ну так там какие размеры то? Площадь теплосъёма решает!

Почему, вот была новость что владельцы ЦОДов плачут из-за новых серверных процессоров.

[ormorph]

Скорее всего просто это будет использоваться на узко специализирующемся софте. Теоретически это решение должно повысить производительность процессоров, но так же и потребление памяти. Тут к такому процессору нужна ещё и память работающая не с байтами, а словами по 64 бита, для ускорения. Хотя как оно сейчас устроено я не знаю, может уже реализовано.

[Aliech]

Почему, вот была новость что владельцы ЦОДов плачут из-за новых серверных процессоров.

А что нам эта новость ну хоть что-то рассказывает об средней температуре на кристалах серверных процессоров, которые, кстати, больше чем в два раза больше потребляют, чем их десктопные одногодки? Ничего. Более того, в новости рассказывается, что владельцам ЦОДов не понятно, как запитывать и охлаждать СТОЙКИ с серверами, в которых стоят новые процессоры. Т.е. в рамках сервера теплосъём с кристала процессора на радиаторы уверенно происходит.

PS. Для тех, кто не понимает, как это работает. ЦОД продаёт стойки. На худой конец - юниты в стойках. Его головная боль: питание на стойку, отвод горячего воздуха со стойки, подвод охлаждённого воздуха в стойку, каналы связи. И, конечно, с релизом новых процов и серверов на них, клиенты захотят эти процы, ведь в одно и то же стойко-место теперь можно засунуть ЕЩЁ БОЛЬШЕ производительности, что повышает эффективность использования купленной у ЦОДа услуги размещения. Ну а ЦОДам сейчас придётся ужесточать лимиты по питанию, увеличивать стоимость размещения и т.д. Попутно надеясь, что клиенты не разбегутся хостится абы куда, где будет ценник ниже (качество тоже будет ниже, но клиенты об качестве размещения сервера вспоминают только когда маш. зал "экономически выгодного ДЦ" зальёт нечистотами, потому что он располагается в подвале ветхого здания).

[Bizdelnick]

Во-первых, применение виртуалки надо согласовать. Чтобы разработчик софта дал письменное заключение, что "так будет работать". А производитель комплекса провёл испытания комплекса (типовые) с софтом, но уже в виртуалке.

В моём понимании «адовое легаси» — это когда уже не осталось живого разработчика, который может что-то там согласовать. А если он есть, то и допилить софт для работы на современных системах может.
А в чём принципиальное отличие виртуалки от конкретного железа? Почему виртуалку согласовывать надо, а железо не надо?

форматы прерываний и способы доступа к i/o. Их тоже виртуализировать? (это риторический вопрос, на него предопределён отрицательный ответ)

А что мешает? Разве оно не так делается?

Итого, поскольку вечного железа пока не существует, все конторы, у которых отомрёт системник, будут вынуждены занести дополнительные деньги в intel за камень с полной обратной совместимостью, или, скорее всего, за патч микрокода, который вернёт им обрезанный функционал.

Вы так уверенно пишете, как будто Intel уже начал торговать этими микрокодами. Я вот сильно сомневаюсь, что они будут так делать. Смысл что-то выкидывать, чтобы потом возвращать такими странными способами, невелик. Никакого упрощения не получится, даже наоборот.

А следом и ты уже вынужден оплачивать подписку на функцию "ускорение видео VP9/AV1", потому что она не входит в базовый функционал твоего железа и разблокируется только по подписке. А видео с YouTube хочется смотреть на купленном в кредит 8k мониторе без тормозов.

Это всё же другой кейс — здесь функционал не убирается, а добавляется в новых поколениях железа. Я тоже от такого не в восторге, но в принципе, если подумать, могу понять смысл подобного подхода, и почему в итоге большинство пользователей выигрывает от него.

[Red Gremlin]

Адовое легаси может быть и EFI-приложухой, ходящей самостоятельно в i/o на LPC, используя 8259A-style векторные прерывания и дырки памяти для доступа

А если все молекулы кислорода соберутся в одном углу комнаты, то можно задохнуться.

[Aliech]

А в чём принципиальное отличие виртуалки от конкретного железа? Почему виртуалку согласовывать надо, а железо не надо?

Сначала об очевидном: виртуальная машина есть ещё одно программное средство, в котором возможны ошибки. Чуть менее очевидное: в случае отказа виртуальной машины, ответственность за возможные последствия ляжет на того, кто её (виртуальную машину) сюда притащил. Притом невозможность запуска на железе, по причине недоступности железа, прямой ответственности не накладывает. Потому что "C’est la vie", а железо иногда дохнет, и даже снимается с производства.

А что мешает? Разве оно не так делается?

Я что-то не знаю, как через qemu штатно пробросить произвольные адреса для mmio и хендлеры прерываний. Не просветите?

Никакого упрощения не получится, даже наоборот.

Блин, да мне тоже хотелось бы, чтобы заявленные цели и правда были именно основными целями. Чтобы выпиливание функционала произошло в пользу развития. Чтобы потом не оказалось, что "всё по прежнему тут, но за отдельную доплату".

А если все молекулы кислорода соберутся в одном углу комнаты, то можно задохнуться.

Остроумно. Мне понравилось. Вы не против, если я буду воспроизводить эту вашу шутку?

Кстати, flashrom шьёт SPI через интеловские чипсеты именно средствами mmio из user mode. Да много у какого не специфического железа доступ к возможностям обслуживания делался именно через mmio, именно из пространства пользователя. Что, всё в помойку теперь? Просто потому, что intel решили, что "устарело"?

[UnixNoob]

А с помощью runtime flatpack'a можно запускать x32 приложения в x64 системах? Или runtime это просто аналог библиотек? Хотел приложение 20м поставить, он предложил почти гиг runtime скачать... Я сразу передумал

[Bizdelnick]

Я что-то не знаю, как через qemu штатно пробросить произвольные адреса для mmio и хендлеры прерываний. Не просветите?

То Вы об эмуляции пишете, то о пробросе… Можно более конкретный пример, для чего такой проброс может потребоваться? А то я не могу представить ситуацию, у меня мозг взрывается: вроде, Вы писали о чём-то, что могло бы работать на новом железе (если бы не сабж), и в то же время это что-то привязано к старому железу.

[Red Gremlin]

mmio

Осталось понять, при чём здесь MMIO, когда предлагают убрать из ring 3 PMIO,

[Aliech]

Осталось понять, при чём здесь MMIO, когда предлагают убрать из ring 3 PMIO,

Вы правы. Что-то я перегрелся. Только PMIO убирают, MMIO остаётся.

Но даже в моей практике (не самой изощрённой и разнообразной) встречались задачи, когда надо было сходить в CMOS из ОС, например. Значения подрихтавать. Сходить в SuperIO, чтобы его конфигурацию посмотреть или разное с портами того SuperIO сделать напрямую, в EC сходить, чтобы инфу с сенсоров забрать. Но intel считает, что мне оно более не надо. Ну ОК.

Загружаться в DOS, чтобы пошить купленный для домашней файлопойки б/ушный LSI мне уже нельзя. CSM'а то нет. Вот и в pmio порты мне теперь незачем ходить.

То Вы об эмуляции пишете, то о пробросе…

Не, виртуалку первым помянули вы. Но я и правда достаточно скомкано объяснил. Щас исправлюсь.

Короче, легко себе можно представить приложуху, которая работает только под каким-нибудь DOS с... например... COM-портом (это простой пример), который стоит на LPC/ISA и доступен вот через pmio. А там в приложухе какие-нибудь смены режимов работы предусмотрены, использование нестандартных возможностей и всякое-разное, что требует дать как-то полный доступ к тому порту из виртуалки. Что, понятное дело, невозможно.

А ведь на месте COM-порта в этой задаче может быть что-то подцепленное через ISA, что стоит дофига и очень нужно. COM-порт то иногда очень нужен, вместе с приложухой из середины 90х. А бывают и более экзотические вариации, типа какого-нибудь цифрового осциллографа и софта к нему, входящего в какой-нибудь лабораторный комплекс. Умер системник родной, не нашли замену приличиную, комплекс под списание? Ну потому что если ещё можно заколхозить переход с ISA на LPC, то вот закинуть его в виртуальную машину не получится. А DOS Intel нынче, если верить Red Gremlin, запрещает грузить, ибо CSM'а более нет.

Вот и всё. Оборудование и софт на свалку. И никакой виртуалкой тут не поможешь. Просто потому, что кто-то это всё обозначил устаревшей технологией.

Но! Искренне надеюсь, что технологии будут дропнуты действительно для упрощения архитектуры. А не для того, чтобы потом отдельно взымать мзду за Pro-версию процессора или патч микрокода. А то, в обратном случае, получится, что снова отняли то, что уже у тебя было, чтобы продать тебе оное отдельно.

[Bizdelnick]

что-то подцепленное через ISA

Я ISA последний раз видел с четверть века назад. Сабж действительно является единственным препятствием для использования такого чего-то? Чтобы процессор с ним мог работать, надо, чтобы его было куда воткнуть физически.

[Aliech]

Я ISA последний раз видел с четверть века назад. Сабж действительно является единственным препятствием для использования такого чего-то? Чтобы процессор с ним мог работать, надо, чтобы его было куда воткнуть физически.

Вы isa видите каждый день, если работаете с x86. Потому что шина lpc, на которой весят SuperIO и/или EC, TPM, отдельные микрухи мониторинга и ещё чего-нибудь, есть ни что иное как ISA, но с другим транспортным уровнем. И чтобы туда "засунуть" ISA-плату, нужен переходник с одной (!) микросхемой (ибо задача тривиальная, ведь LPC это уже, с логической точки зрения, ISA). Когда вопрос в том, что на кону возможность минимальными затратами завести редкое оборудование - можно даже самому переходник изготовить. Цепляться будет переходник или в отдельный lpc-порт (если промышленная мать с выводом шины lpc), или в порт TPM (ибо туда тоже шина выходит).

Ща... мне кажется я даже готовые проект таких переходников видел. Например: https://github.com/rasteri/dISAppointment

И даже если ты это всё "подцепил" к машине, то надо понимать, что в виртуалку такое не пробросишь. Тут бы возможность загрузиться куда-нибудь, где можно запустить софт, писаный для этого оборудования. Но... тут уже нас опередили с ограничением на CSM в сежей спеке UEFI от intel.

Можно, конечно, держать комплект ретро железа. Но оно тоже медленно отмирает со временем, особенно если его не включать. Да и где его сейчас найти, "нулёвый" комплект железа? А вот свежее железо, даже с необходимостью дооснащения переходником, выглядит более перспективным вариантом. Ну чтобы закрыть проблему на N-лет, не переживая, что выпущенный десяток лет назад б/п или м/п унесут ценное железо в могилу.

такого чего-то

А такого чего-то бывает много. Хромотографы, автосемплеры, томографы, прокатные станы... что угодно. У людей попроще, т.е. "у обывателя", может оказаться звуковуха с хардварным синтезатором, которую тоже может захотеться завести. Или ещё какой артефакт, который никакая эмуляция не заменит в полной мере. Но intel решил, что оно больше им не нужно, ибо прогресс.

PS. Это они, значится, LPC тоже приговорили на выброс, коль 8259-совместимость убирают. Очень жаль. Это реально один из самых беспроблемных и отлаженных кусков x86-ого. Понятный и надёжный как молоток. А альтернативой LPC в последнее время выступает i2c. Однажды мне даже попался ноутбук, в котором клавиатура была зацеплена не на superio/ec, через lpc, но на отдельный контроллер, висевший на i2c. И, блин, эта штука требовала драйверов! Т.е. пока ядро не обновил из бэкпоротов, штатная клавиатура не работала. Зато i2c - это актуальные технологии. Ага.

[Janik]

А такого чего-то бывает много. Хромотографы, автосемплеры, томографы, прокатные станы... что угодно. У людей попроще, т.е. "у обывателя", может оказаться звуковуха с хардварным синтезатором, которую тоже может захотеться завести. Или ещё какой артефакт, который никакая эмуляция не заменит в полной мере. Но intel решил, что оно больше им не нужно, ибо прогресс.

Всё равно это специфическое железо, для него существуют отдельные линейки даже не процессоров, а сразу компьютеров. Понятно, что если сдох комп и производитель больше не поддерживает его, то менять весь станок не охота. Но тянуть весь этот зоопарк легаси тоже не очень хорошо. Как электрик скажу: иногда проще весь монтаж в шкафу по-новой сделать, чем что-то там дорабатывать.
Правда, в своё время интел уже пытался что-то такое провернуть, но не срослось.

[olecya]

На месте интел меня бы сильно нервировало amd64 - официально принятое в мире обозначение расширения к архитектуре x86 аналогу внутриинтеловскому x86-64. Совсем другое дело универсальное x86S. Жажда ничто...

[UnixNoob]

Ну тут многое зависит от AMD, они ж могут и не согласиться с видением Intel...

[yoricI]

А DOS Intel нынче, если верить Red Gremlin, запрещает грузить, ибо CSM'а более нет.

Расшифруйте, пож-ста, что такое CSM. В поиске не то лезет.

[Aliech]

Всё равно это специфическое железо, для него существуют отдельные линейки даже не процессоров, а сразу компьютеров. Понятно, что если сдох комп и производитель больше не поддерживает его, то менять весь станок не охота. Но тянуть весь этот зоопарк легаси тоже не очень хорошо. Как электрик скажу: иногда проще весь монтаж в шкафу по-новой сделать, чем что-то там дорабатывать.

Процитируйте пожалуйста, где я порицаю именно желание выкинуть что-то, что мешает, чтобы сделать лучше. Я беспокоюсь, что это лишь будет поводом ввести новое чисто маркетинговое деление на "обрезок" и на "полноценный процессор с полной совместимостью"/программный кит для возврата совместимости в "обрезки". Без реальной переработки архитектуры.

Добавлено (18:43):

Расшифруйте, пож-ста, что такое CSM. В поиске не то лезет.

"Compatibility Support Module"

[yoricI]

ввести новое чисто маркетинговое деление на "обрезок" и на "полноценный процессор с полной совместимостью"/программный кит для возврата совместимости в "обрезки".

Ну и кому сильно надо - владельцам томографов и прокатных станов - это мелочи, заплатят. А большинство простых людей может и не заметят отсутствия чего-то там непонятного. А так да, гнилая практика.

"Compatibility Support Module"

Спасибо