尽管现在的PC硬件早已步入64位时代，但主流x86-64处理器在每次开机时仍需经历一段跨越48年的时空之旅。
研究发现，无论是顶级的酷睿i9还是骁龙X系列之外的x86处理器，在通电瞬间都会首先回退到1978年Intel 8086时代的16位实模式，随后才逐级切换至现代环境。
而这种看似荒诞的设计，实际上是x86架构为了确保近半个世纪软件兼容性而保留的底层逻辑。处理器在重置后会从特定的复位向量位置开始执行固件指令。
在最开始的实模式下，即便主板插着64GB内存，CPU的寻址能力也被限制在区区1MB空间内，即使强如Xeon这样的性能怪兽，在开机的前几毫秒内，表现得和几十年前的老古董别无二致。
CPU的第二站是32位保护模式，这一模式最早出现在1982年的Intel 80286处理器上，当时仍是16位架构。
直到1985年Intel 80386的问世才真正将32位计算引入x86架构，处理器可寻址的物理内存提升至4GB，并首次引入了用于虚拟内存管理的分页机制。
保护模式还赋予操作系统对内存访问和应用程序隔离的更强控制能力，为复杂多任务处理奠定了基础。
CPU的最后一站是64位长模式，这一架构变革由AMD在2003年主导完成。AMD随Opteron处理器推出了AMD64架构，随后又应用在经典的Athlon 64上，将64位计算引入x86的同时，完整保留了数十年的软件兼容性。
AMD引入的长模式允许CPU执行64位代码，同时通过兼容模式继续支持老旧的32位应用。Intel随后跟进，采用了与AMD64兼容的架构版本，这也正是今天x86-64处理器的由来。
至此，CPU才完成了大约25年计算史的穿越之旅，而用户此时甚至还没看到Windows登录界面。
目前现代主板的UEFI固件承担了大部分历史搬运工作。在 Windows 登录界面出现前，固件已经完成了从16位到64位的模式跳跃。
这意味着当操作系统接管硬件时，处理器已经运行在长模式下，只是切换速度极快，普通用户通常无法感知这短短瞬间发生的架构演进。
因此虽然Intel等厂商在硬件插槽的更新上表现得极其激进，动辄强制用户更换主板，但在底层启动模式上却表现出极强的保守性。
这种对向下兼容的执着，正是x86架构能在长达48年的竞争中屹立不倒的核心竞争力。
【来源：快科技】
