CPU三种工作模式 - CSDN博客
CPU三种工作模式
&一直以来，都搞不清楚这几个概念。在网上搜了一下，把它晒上，不会再忘记！ 有其它的内容，请看到的朋友请补充。
&&&&& 从80386开始，cpu有三种工作方式：实模式，保护模式和虚拟8086模式。只有在刚刚启动的时候是real-mode，等到linux操作系统运行 起来以后就运行在保护模式。实模式只能访问地址在1M以下的内存称为常规内存，我们把地址在1M 以上的内存称为扩展内存。在保护模式下，全部32条地址线有效，可寻址高达4G字节的物理地址空间;
扩充的存储器分段管理机制和可选的存储器分页管理机制，不仅为存储器共享和保护提供了硬件支持，而且为实现虚拟存储器提供了硬件支持; 支持多任务，能够快速地进行任务切换和保护任务环境; 4个特权级和完善的特权检查机制，既能实现资源共享又能保证代码和数据的安全和保密及任务的隔离; 支持虚拟8086方式，便于执行8086程序。
&&&&& 虚拟8086模式是运行在保护模式中的实模式，为了在32位保护模式下执行纯16位程序。它不是一个真正的CPU模式，还属于保护模式。&
&&&&& 保护模式同实模式的根本区别是进程内存受保护与否。可寻址空间的区别只是这一原因的果。实模式将整个物理内存看成分段的区域,程序代码和数据位于不同 区域，系统程序和用户程序没有区别对待，而且每一个指针都是指向&实在&的物理地址。这样一来，用户程序的一个指针如果指向了系统程序区域或其他用户程序 区域，并改变了值，那么对于这个被修改的系统程序或用户程序，其后果就很可能是灾难性的。为了克服这种低劣的内存管理方式，处理器厂商开发出保护模式。这
样，物理内存地址不能直接被程序访问，程序内部的地址（虚拟地址）要由操作系统转化为物理地址去访问，程序对此一无所知。
&&&&& 至此，进程（这时我们可以称程序 为进程了）有了严格的边界，任何其他进程根本没有办法访问不属于自己的物理内存区域，甚至在自己的虚拟地址范围内也不是可以任意访问的，因为有一些虚拟区 域已经被放进一些公共系统运行库。这些区域也不能随便修改，若修改就会有: SIGSEGV（linux 段错误）;非法内存访问对话框（windows 对话框）。
& & & CPU启动环境为16位实模式，之后可以切换到保护模式。但从保护模式无法切换回实模式&
&&&& 事实上，现在的64位奔腾4处理器，拥有三种基本模式和一种扩展模式，&
&&&& 基本模式：&
&&&&&&&&&&&&&&&& 保护模式：纯32位保护执行环境。
&&&&&&&&&&&&&&&& 实模式：纯16位无保护执行环境。&
&&&&&&&&&&&&&&&& 系统管理模式：当SMI引脚为有效进入系统管理模式，首先保存当前的CPU上下文。它有独立的地址空间，用来执行电源管理或系统安全方面的指令。&
&&&& 扩展模式：
&&&&&&&&&&&&&&&&&模
式: 64位操作系统运行在该模式。该模式有两种子模式:&
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 1）兼容模式：该模式下，64位操作系统运行在32位兼容环境，能正常运行16，32位应用程序就像基本的保护模式一样，
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 访问32位地址空间，但不能 运行纯16位实模式程序（就是不能运行虚拟86模式程序了）。&
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 2）64位模式：在该模式下，处理器完全执行64位指令，使用64位地址空间和64操作数，运行16，32位程序必须切换到兼容模式。
&&&&&&&&&&&&&&&&&子模式的切换完全基于代码段寄存器。这样一来，运行在模式中（64位）的OS完全可以无缝的运行所有16，32，64为应用程序，
&&&&&&&&&&&&&&&& 通过设置32位后的CS。
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GPU vs.CPU 虚拟桌面运行图形密集型应用的三种方式
相对于CPU只能执行单一计算操作而言，GPU是一个可以并行处理多个图像信息的中央处理单位。在桌面PC中，3D渲染是通过位于显卡上的专用GPU进行的，3D应用的性能需求越高所需配置的GPU性能越高。
作者：Alastair Cooke来源：TechTarget| 11:20
部分应用在VDI中运行不太好。
在图形密集型应用系列的第一部分中，我主要向用户解释3D和视频在虚拟桌面中的问题。第二部分，我们一起探讨如何更有效率地应对桌面显示图形需求。
为了理解图形密集型应用的问题，您需要先知道GPU和CPU之间的区别。然后我们探讨把GPU计算资源提供给所需应用的解决方案。
理解GPU vs.CPU
相对于CPU只能执行单一计算操作而言，GPU是一个可以并行处理多个图像信息的中央处理单位。在桌面PC中，3D渲染是通过位于显卡上的专用GPU进行的，3D应用的性能需求越高所需配置的GPU性能越高。
越来越多的应用需要3D影像支持。例如Windows 7的Aero Glass需要GPU操作，而IE现在也同时使用GPU和CPU计算资源来获得更好地性能表现。另外，视频产品和CAD(computer-aided design)应用的发展，也为更多采用VDI桌面方案的企业用户带来3D图形需求。
问题在于多数VDI环境都是通过虚拟机和共享虚拟宿主机实现的，传统虚机不具备使用GPU资源的能力。相似的，远程桌面会话也不支持GPU。这两个问题通常导致3D用户无法使用VDI方案。
使用专用硬件设备
解决该问题的方法之一就是为每个用户部署专用机架或PC刀片。这些设备为每个用户提供专用GPU(CPU、硬盘和RAM同样都是独享的)。这种安装同时也确保了用户之间的隔离和资源占用。本质上，它只是把用户工作站放到数据中心，并通过远程显示连接。
不过，支持GPU应用的成本是高昂的。机架和刀片式工作站成本至少要和普通桌面相当，需要为每个用户购买一台。工作站只能被一个用户使用，所以也存在很多潜在资源浪费。实现这种方式，你需要有很好地理由。
共享硬件模式
不久前，Citrix的服务器虚拟化hypervisor产品XenServer具备了可以把PCIe GPU显卡的资源传递给虚机的能力(六问六答释疑XenServer虚拟机与CPU资源共享)。该功能可以在虚拟宿主机PCIe卡可支持范围内，尽可能多地支持3D图形加速应用。实际上也意味着物理主机可支持多个用户，相比每个用户独占一台宿主机的方式已经有很大进步了，而相比3D应用较少时每个主机可以支持100用户还有很大差距。
这种方式适合不需要提供独享硬件隔离的3D用户。VMware宣布和NVIDIA联合把这种能力引入其VDI产品(尽管这看起还不能称为一个产品&&或许可以通过虚拟硬件的方式去克服)。
虚拟硬件的优势
过去的几年中，很多技术致力于为虚机和RDS(Remote Desktop Services)提供共享GPU。微软的RemoteFX显示协议允许RDSH(Remote Desktop Session Host-TS终端服务)或RDVH(Remote Desktop Virtualization Host-基于虚机的VDI)的多个用户共享GPU资源。
通过每个PCIe插槽的GPU卡可以支持多个用户，您可以实现单台物理服务器支持多个用户。这允许用户运行主流的3D影像，例如用户界面。以及无需专用硬件的前提下支持非经常性3D用户。Citrix和VMware都努力在各自的VDI产品中引入该功能。
CPU依然很关键
所有这些解决图形显示问题的方案都是在虚拟桌面中引入GPU，实现对屏幕组件更快速地渲染。然而，决定去渲染哪个3D组件的工作依然是CPU来完成，例如CAD应用需要完成的很多数学计算。因此，在一台宿主机上有多个运行3D应用的用户，虽然通过GPU解决了显示渲染问题，可能依然会面临CPU性能瓶颈。
这也意味着3D应用依然会影响每台宿主机可支持的用户数量，因为会增加CPU的负载，通常也包括对RAM的高占用。
相比通常的office用户，用VDI满足图形密集型应用的用户要难一些，但是借助更好的设计，有很多方法可以满足各种桌面的需求。【编辑推荐】【责任编辑： TEL：（010）】
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