x86 开机数毫秒重演 40 年计算史：16 位实模式到 64 位长模式的四级接力

lauriewired · x · 2026-10-16

安全研究员 LaurieWired 科普 x86 开机流程：每次按电源键，机器在几毫秒内完整重走计算演化史。Stage 1 以 16 位实模式运行，行为如 1978 年的 8086，约 15-30 条指令，目标是建立可写的栈和堆；Stage 2 切到 32 位保护模式（如 1985 年的 386），执行数千万条指令，在 DDR5 内存训练耗时最长，期间临时把 L2/L3 缓存当 RAM 用（Intel 称 NEM）来启动主存；Stage 3 进入 64 位长模式（如 2003 年的 AMD64），执行数亿条指令，枚举 PCIe 设备、GPU、引导程序等；Stage 4 唤醒其余核心，每个核心都要重复同样流程，但此时主存已就绪所以更快。作者特别欣赏 Stage 2 用小电机（缓存）启动主涡轮（主存）的设计，类比 SR71 发动机启动。配图为 SR71 发动机与 8086/i7 芯片对比。