Hvordan fungerer emulation, og hvorfor er det så langsomt?

Vi har dækket en hel del eksempler på emulering i fortiden, men kun børstet over, hvordan det virkelig fungerer. Og for det meste er det fint. Det er fuldstændigt muligt bare at starte din pc og bruge en emulator uden at bekymre dig om detaljerne i den.

Men har du nogensinde spekuleret på, hvad der faktisk sker bag kulisserne? Hvorfor emulatorer er så langsomme? Eller endda hvordan emulering kan forbedre dit daglige liv yderligere? Læs videre, så kan du se, hvor fantastisk emulering virkelig er.

Ikke al hardware er lavet lige

For eksempel fungerer PlayStation-spil ikke på Windows, fordi disse spil ikke er designet til at køre på normale computere. PlayStation-enheder er meget specifikke i deres fysiske makeup og indeholder unik hardware, som Windows - eller ethvert andet pc-operativsystem - ikke ved, hvordan man bruger.

Det er her emulering kommer ind: emulering sigter mod at køre programmer designet til en slags system på en anden slags system, og de programmer, der udfører denne proces kaldes emulatorer. Detaljerne er lidt mere komplekse, men til sidst prøver de alle at opnå den samme ting: at gøre software, der kan køres på tværs af forskellige hardware.

Hvordan fungerer emulatorer?

Der er en stor mængde arbejde, som emulering skal gøre for at få et udenlandsk program i gang. Kort sagt, en emulator er software, der prøver “handling” som et stykke hardware. Normalt betyder dette simulering af alle hardwarekomponentens evner som softwarekomponenter.

Hvis du undrer dig over, hvorfor der ikke er emulatorer til moderne systemer (f.eks. Xbox One), er dette grunden til. Det kræver meget hårdt arbejde og kræfter at få processen til at fungere, fordi moderne hardware er overordentlig kompliceret.

Når vi vender tilbage til PlayStation-eksemplet, er en emulator nødt til at foregive at have en speciel lydchip, grafikkort og så videre, endda udvide til at simulere perifere komponenter som cd-drev.

Centralenhed

Den sværeste komponent at emulere er normalt centralenhed (CPU). Det er et af kerneelementerne på enhver computer, fra smartphones til videospilkonsoller, og på mange måder det vigtigste. Uden en CPU ville programmer ikke være i stand til at fungere.

Den vigtigste måde, CPU'er adskiller sig fra hinanden på, er i deres instruktionssæt. I bund og grund, de bestemmer, hvordan en computer udfører kommandoer, som programmer giver den. Emulatorer målretter generelt mod systemer, der har forskellige instruktionssæt end værtssystemet.

For eksempel bruger PlayStations CPU et instruktionssæt, der kaldes MIPS, som adskiller sig fra desktops og laptops, der bruger, siger, x86.

Hvorfor er emulatorer så langsomme?

Hver CPU-instruktion, der modtages af emulatoren, skal oversættes fra det ene instruktionssæt til det andet instruktionssæt, og denne oversættelse skal udføres på farten. Så i eksemplet ovenfor ville en PlayStation-emulator modtage en MIPS-instruktion, oversætte den til x86 og derefter køre den på den bærbare computer.

Dette er grundlaget for, hvordan en emulator kan simulere en hel enhed på din egen computer. Forestil dig en tolk, der prøver at videresende en samtale mellem to personer, der taler forskellige sprog. Selv hvis oversættelsen er meget hurtig, vil der altid være et tab af hastighed, men jo mere komplekse sprog, jo langsommere er oversættelserne.

Virtualisering vs. emulering

Virtualisering Virtualisering og Cloud Computing er ikke det samme. Virtualisering og Cloud Computing er ikke det samme. Mange mennesker synes virtualisering og cloud computing er det samme, men det er de ikke. Her er forskellen, og hvordan hver enkelt kan gøre dit liv lettere. ligner meget emulering, men der er vigtige forskelle mellem dem - især henviser virtualisering normalt til brugen af ​​virtuelle maskiner. Virtualisering og emulering udfører det samme, men de handler om det på lidt forskellige måder.

Begge er designet til at køre software i et isoleret miljø. Virtualisering fokuserer på isoleringen, mens emulering fokuserer på miljøet. Hvad dette betyder er, at emulatorer simulerer en større række hardware end virtuelle maskiner kan. Du kan f.eks. Ikke køre et Playstation-system i en virtuel maskine.

På grund af dette har virtualisering imidlertid en tendens til at være hurtigere end emulering. I stedet for at emulere et system, allokerer virtuelle maskiner i stedet en vis behandlingskraft til et isoleret delsystem. Dette betyder, at CPU'en ikke emuleres, hvilket også er grunden til, at virtuelle maskiner har en tendens til at være mindre alsidige.

Som sådan er målgrupperne for de to noget forskellige. Emulatorer er tendens til at være designet til videospilkonsoller (eller andre systemer, der er helt forskellige fra almindelige computere), hvorimod der mere sandsynligt findes virtuelle maskiner, der kører i virksomheder. Dette skyldes, at de giver et hurtigt og sikkert miljø, til at køre programmer i.

Dette er dog mest nitpicking. Praktisk set er virtualisering og emulering funktionelt de samme, idet de hovedsageligt findes for at oversætte fra en “instruktionssprog” til en anden.

3 måder emulering kan gavne dig

Der er en række måder, du kan drage fordel af emulering på. Du bruger måske endda det nu uden engang at vide det! Her er et par bemærkelsesværdige eksempler.

1. Kør 32-bit-programmer på 64-bit Windows

64-bit versioner af Windows bruger en speciel form for emulering kaldet a kompatibilitetslag til at køre 32-bit programmer. Det er ikke nødvendigt at efterligne et helt system for at få tingene til at fungere, fordi 32-bit-programmer allerede ligner design. På grund af dette er processen ekstremt hurtig.

Hvis du bruger Microsoft Office, bruger du sandsynligvis 32-bit-versionen - emulering lige ved hånden!

2. Gør din computer til en universel konsol

Du kan spille en masse ældre videospilplatforme på din computer ved hjælp af de rigtige emulatorer - og det sjove er, at mange af disse spil faktisk kører bedre gennem emulering end på deres indbyggede hardware, fordi moderne computere er så hurtige.

For eksempel med en stærk nok computer kan du faktisk spille nogle spil i højere opløsninger, end de var designet til:

Du kan endda konfigurere din mobiltelefon til at efterligne videospilkonsoller for en mere håndholdt oplevelse. Eller omvendt, emulere en mobiltelefon Sådan emuleres Android og kør Android-apps på din pc Sådan emuleres Android og kører Android-apps på din pc Det er faktisk ret nemt at få Android-apps, der kører på dit skrivebord eller din bærbare computer! Her leder vi dig gennem de bedste metoder. på din computer.

3. Test forskellige operativsystemer

Normalt, hvis du vil prøve et nyt operativsystem, skal du installere det på din harddisk. Ved emulering kan du køre et separat operativsystem lige på dit nuværende operativsystem ved hjælp af en virtuel maskine Test et nyt operativsystem? Bliv sikker med en virtuel maskine, der tester et nyt operativsystem? Hold dig sikker med en virtuel maskine .

Der er en række grunde til, at du gerne vil gøre det. Du behøver ikke at bekymre dig, hvis din installation ikke opfører sig, da den er begrænset til et virtuelt miljø. Det kan også være din eneste mulighed, hvis du vil prøve et operativsystem, der er inkompatibelt med din computers hardware, såsom en til Raspberry Pi.

Oversættelse + simulering = emulering

Emulering er en ekstremt kompliceret proces, og denne artikel dækker kun det grundlæggende. Men forhåbentlig giver det dig et glimt af hvad der sker under hætten. Så når du starter en emulator op, hvad enten det er for at spille et gammelt videospil eller for sikkert at køre et program, ved du nøjagtigt, hvorfor det kan være lidt langsomt.

Hvad er dine oplevelser med emulering?