Intel X86-S: la arquitectura solo para CPU de 64 bits ¿adiós a los programas de 32 bits?

El momento tenía que llegar, igual que llegará su correspondiente día. Intel ha dado el primer paso donde tras más de 20 años de existencia, la compañía anuncia en un extenso Whitepaper que dice adiós a muchas partes de sus arquitecturas heredadas de aquellos años, dando paso a lo que ellos denominan como una arquitectura 64-Bit Mode-Only. Es decir, una donde se libre a las nuevas CPU de casi todo rastro de años atrás para ofrecer mejoras varias en los nuevos procesadores. Bienvenidos a Intel X86-S, el futuro de las CPU.

Que nadie se asuste, porque lo que viene de la mano de Intel es el paso más lógico que se podía dar, y aun así van con retraso en opinión de un servidor. Esta nueva arquitectura establece un paso más como ya se hizo con los Sistemas Operativos, donde en la actualidad ya no se puede instalar un SO de 32 bits, principalmente porque ni Intel ni AMD aceptan de forma nativa esas versiones. Pues bien, el concepto es similar, aunque no tan abrupto desde el punto de vista de la arquitectura.

Intel X86-S: la arquitectura que simplificará las CPU

Y es que ese es el objetivo, dejar atrás casi todo lo heredado de generaciones anteriores y centrar un punto, poner un pilar, desde donde se pivote el futuro de los procesadores. No es un punto y aparte, sino un punto y seguido, donde no se va a romper todas las compatibilidades con el software como tal, porque, por ejemplo, se podrán seguir utilizando softwares de 32 bits, aunque ya en el ring 3.

Como decimos, se trata de romper con modos heredados que no tienen utilidad en SO modernos, como Windows 11. Actualmente y desde hace más de dos décadas, estas partes se arrastran en las arquitecturas modernas, añadiendo complicaciones en los diseños, pero sobre todo, permitiendo dos cosas que nadie quiere: una seguridad siempre en liza, una menor eficiencia en la CPU.

Por ello, Intel pone dos ejemplos de lo que se pretende conseguir:

• El arranque de CPU (SIPI) comienza hoy en "modo de dirección real" (Real Mode) y necesita un reemplazo de 64 bits. Un estado de 64 bits Reset State elimina las diversas etapas del "state of trampoline" para ingresar a la operación de 64 bits.
• Hoy en día, el uso de páginas de 5 niveles requiere deshabilitar la paginación, lo que requiere volver al modo legacy sin paginar. En la arquitectura propuesta, es posible cambiar a paginación de 5 niveles sin salir del modo paginado.

Algunos de los beneficios de una arquitectura 64-Bit Mode-Only

Simplificando la arquitectura en la parte del hardware también se consigue mejorar la parte del software, como los drivers, o las implementaciones con el kernel de Windows, pero además, implementar una serie de cambios que vayan de la mano del software moderno actual y sobre todo, futuro. Intel cita algunos de estos cambios, aunque son muchos más, puesto que hay 46 páginas en el documento.

Los más llamativos los cita tal que así:

• Usar el modelo de segmentación simplificado de 64 bits para soporte de segmentación en aplicaciones de 32 bits, igualando lo que ya usan los sistemas operativos modernos.
• Eliminación de los ring 1 y 2 (que no se utilizan en el software moderno) y funciones de segmentación obsoletas como gates.
• Eliminando el soporte de direccionamiento de 16 bits.
• Eliminación de la compatibilidad con accesos a puertos de E/S de ring 3.
• Eliminación de E/S del string port, que admitía un modelo de E/S controlado por CPU, el cual estaba obsoleto.
• Limitar el uso del controlador de interrupción local (APIC) hacia X2APIC y eliminar el soporte 8259 heredado.
• Eliminación de algunos bits de "modo de sistema operativo" no utilizados.

Hay muchas implicaciones aquí, os recomendamos visitar el PDF completo por si os queda alguna duda técnica. Lo que hemos visto es que el hecho de pasar a Intel X86-S tendrá repercusiones interesantes, como por ejemplo, una mayor seguridad y una simplificación desde el punto de vista de la seguridad.

Esto también tendrá una importancia interesante al momento de diseñar nuevas arquitecturas, porque limpia partes del die que antes tenían que ser reservadas para distintas ISA e instrucciones. La ganancia será pequeña no obstante, es más un tema de quitar lo que ya no sirve como tal, y poder hacer cambios de forma más sencilla, como por ejemplo, al eliminar los ring 1 y ring 2, dejando el 3 bastante limpio.

¿Se podrán seguir usando programas y juegos de 32 bits?

Hasta ahora, toda la compatibilidad consumía una fracción mínima de energía, ya que tenía que estar habilitada siempre, y como hemos visto, incluso en el inicio. La ganancia aquí será residual en cuanto a la eficiencia, pero como simplifica el diseño de cada CPU, puede que logren mejorar ahí, ya que la disposición de elementos podrá optimizarse más.

Si te estás preguntando si este cambio a Intel X86-S supondrá que no puedas usar tu software vetusto de 32 bits, la respuesta es que seguramente sí puedas. Seguirá teniendo soporte en el ring 3, algo limitado eso sí, puede que algún programa no termine de funcionar correctamente, pero se espera que sean los menos realmente.