Prawdziwy Windows 10 na ARM – powtórka z Transmety zaboli Intela

Prezentacja Windows 10 działającego na procesorze SnapdragonQualcomma musiała poważnie zaniepokoić decydentów Intela.Zobaczyliśmy tam nie tylko nieokrojony system operacyjny Microsoftu,płynnie działający na szybkim procesorze ARM, ale też cośwyjątkowo niepokojącego: całkiem sprawnie działające na tymwszystkim aplikacje win32: Photoshopa oraz World of Tanks. Tu nie mamowy o rekompilacji na ARM, to przecież oprogramowanie firmtrzecich, do którego kodu Microsoft nie ma dostępu.

Wkrótce po tej prezentacji Intel na swoim oficjalnym blogu, wewpisiepoświęconym 40. rocznicy jego architektury sprzętowej, wspomniało „jakichś firmach”, które chciałyby emulować własnościowąarchitekturę x86 bez jego zgody. Przywołano we wpisie historięfirmy Transmeta, która „jako ostatnia” próbowała tworzyćkompatybilny z x86 procesor, korzystający z emulacji kodu – iktóra z powodów patentowych upadła. Zapowiedziano też, że Intelbędzie się bacznie przyglądał nowym eksperymentom z emulacjąx86, a jeśli okaże się, że naruszają one patenty Intela, to cóż,Intel zrobi wszystko, by chronić swoje innowacje i inwestycje.Innymi słowy, obiecano tym jakimś firmom otwartą wojnę patentową.

Oczywiście z nazwy nie wymieniono ani Microsoftu, ani Qualcomma,ale o kogo innego mogło chodzić? Intel nic nie jest w stanie zrobićz producentem rosyjskich procesorów Elbrus, które właśnie drogąsoftware’owej emulacji zapewniają całkowitą kompatybilność zx86. Ich cieszący się rządowymi zamówieniami producent działacałkowicie w zgodzie z rosyjskim prawem i nie musi przejmować sięporachunkami amerykańskich firm.

Czy jednak faktycznie straszenie Intela ma jakiejkolwiek podstawy?Niedawno Microsoft ujawnił architekturę emulatora x86 win32 wWindows 10 for ARM. Aplikacje i biblioteki DLL skompilowane dla x86uruchamiane są tu na warstwie abstrakcji WOW (Windows On Windows),która komunikuje się z autorskim emulatorem x86-ARM (zapewne coś wrodzaju QEMU), warstwą usług systemu (NTDLL) oraz bibliotekamihybrydowymi CHPE – są to biblioteki DLL x86, które zawierają wśrodku kod ARM. Czy Microsoft może mieć przez to problemyanalogiczne do tych, jakie miało Transmeta?

W świetle tego slajdu, blogowe straszenie Intela po prostu nie masensu. Windows On Windows w niczym nie przypomina rozwiązania wprocesorze Crusoe firmy Transmeta, w którym stosowano technikęmorfingu kodu. Łączyła ona architekturę VLIW z interpreterem,dynamicznym translatorem, optymalizatorem i środowiskiemuruchomieniowym, działającymi głęboko poniżej warstwy systemuoperacyjnego. Windows On Windows (WOW64) to podsystem, któryMicrosoft od dawna już stosuje do uruchamiania 32-bitowych aplikacjix86 na 64-bitowym systemie x86. Podsystem ten przekształca wywołania32-bitowych API na ich 64-bitowe odpowiedniki, zapewnia wsparcie dla32-bitowej przestrzeni adresowej, modeli pamięci i wskaźników.

W wypadku „WOW-ARM” jedyną różnicą jest to, że tutajodpowiednikami instrukcji 64-bitowej architektury x86 są instrukcje64-bitowej architektury ARM. Przeprowadzone już translacjeinstrukcji przechowywane są w buforze, by uniknąć koniecznościkażdorazowego tłumaczenia, ale to nie wszystko – szczególnywzrost wydajności uzyskuje się właśnie poprzez te bibliotekihybrydowe CHPE. Microsoft pozwolił sobie bowiem na zrekompilowaniepraktycznie wszystkich wywołań API win32 na ARM64, dzięki czemuto, co aplikacja win32 „widzi” jako bibliotekę DLL zgodną z jejarchitekturą x86, w rzeczywistości jest biblioteką ARM, działającąz natywną wydajnością. Czy Intel uważa, że ma patenty napodsystem Windows on Windows, albo interfejsy programowania Windowsa?

Przypomnieć należy młodszym Czytelnikom, że już kiedyś byłczas, gdy na sklepowych półkach znaleźć można było laptopy zWindowsem, w których nie było procesora Intela (ani AMD). Takieurządzenia zyskały popularność na przełomie stuleci, produkowałyje m.in. Sony, HP, Toshiba, Compaq i Fujitsu.

Perspektywa, w której takie komputery pojawią się znowu,uruchamiając pełnowymiarowe Windows, kompatybilne z aplikacjamiwin32 – no cóż, to nie może się podobać udziałowcom Intela.Na pewno za to jest zachwycająca dla Qualcomma i Microsoftu. Zjednej strony pozwoli firmie z Redmond efektywnie konkurować zchromebookami na procesorach ARM, z drugiej pozwoli wreszcieQualcommowi wyjść poza ograniczenia narzucane przez smartfony.