微軟如何做到Xbox One不同CPU架構向下兼容Xbox360遊戲？

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謝 @Belleve 邀。

這個項目，當年是微軟的頂級機密項目。我再沒有簽NDA的情況下偶然知道了太多東西，被告知不能亂說，並且有義務殺死所有不該知道的人。目前先留個空，等公司宣布了細節我才能進一步解釋。

先回答一下跟題目相關的事情。CPU不同並不會造成麻煩，硬體細節才會。比如某個埠是作什麼用的，只有有了硬體spec才行，單靠逆向工程難度很大。但因為兩代主機都是微軟的，這方面也不會有問題。

== 2015.6.26 更新 ==
其他人的答案提到了hyperv。xbox one就是基於hyperv的，遊戲、上網、win app是運行在不同的hyperv vm里，切換什麼都很快。甚至，xbox one的遊戲盤裡就是個vm鏡像，包含遊戲和操作系統。直接載入就能運行了。但這和xbox 360兼容無關，因為hyperv是x86的，沒法向下兼容。

微軟技術力驚人，寫出了模擬器唄……
gamespot：Revealed: How Xbox One Can Play 360 Games via Backward Compatibility
以下是我亂翻譯的請不要相信：Gamespot文章：《x1是如何向下兼容360遊戲的》
全文如下：

Phil Spencer 是xbox的頭。他解釋了360遊戲模擬是如何在x1上實現的，也談了談公司決定支持老遊戲這一決定背後的理念。談到 e3 第一天扔下的這一重磅炸彈，Spencer 說支持360遊戲是為了『讓360玩家感覺買x1是安全的』。（所以之前我們的x1並不安全？）
『數以百萬計的人都在360上花費了時間和鈔票，』他說，『當時想的是，正確的做法是讓那些遊戲繼續活下去，但沒想到會這麼難。』
『（模擬）很難，』Spencer承認，他解釋道，公司必須努力調和 PowerPC 和 x86 架構。
『我們的方法是模擬整個360硬體層。所以你玩的遊戲實際上是在360的操作系統上跑的。』
『遊戲啟動的時候，會看見360的啟動動畫。從性能角度看，模擬是可行的，已經做到幀幀對等了。』
『Xbox Live 會認為你是在玩360，於是總有人問：「你咋在玩360的質量效應？」不過其實我玩的是x1。』（但你確實是在玩360的質量效應啊……）
Spencer 繼續解釋， x1 認為你玩的就是個普通遊戲，所以視頻串流啦，截圖啦這些功能都能用。
『360 遊戲會覺得自己就跑在360 OS 上，事實也如此。而360 OS會覺得自己運行在360 硬體上，但這次卻並非如此，它跑在虛擬機上。另一方面，x1會覺得這是個遊戲，所以串流錄像截圖都能用，x1認為這一整套不過是個叫「360」的大遊戲而已。』
更進一步，Spencer 解釋道，模擬器是如何包含了360遊戲的，這相較於360模擬初代遊戲有何不同。
『你下載的基本就是重新包裝過的360遊戲，你可以認為「這就是班卓熊（這是啥……我沒聽說過。）」，「這就是質量效應」。對所有遊戲來說模擬器跑起來都是一樣的。』
『搞360兼容初代的時候我也在，當時給每個遊戲都弄了個shim（好吧我不知道這是什麼……），看起來scale得並不好。（好吧我也不知道這裡scale是啥意思）但這次各遊戲的確是用的同一個模擬器。每個遊戲跑起來都不一樣，所以推出它們之前我們可能會說「喔，這得調一下模擬器」。但說到底，模擬器真是在模擬360，大家都能用。』
當被問到微軟改代碼是否需要發行商的允許時，S氏澄清，這和代碼無關。
『一個位元組未改。』他說，『你們可能聽說了，而且在這事上，我也想儘可能像以往一樣坦誠：360的啃奶遊戲玩不了，轉換啃奶數據基本不可能。』（甩鍋？：『發行商不讓我們摸代碼，所以啃奶遊戲不能玩！』）
最後S氏也提到了多碟遊戲，他說攻城獅們正在研究這個。
『我們還在做這方面的工作，』他說，『360上《失落的奧德賽》、《藍龍》都是我很喜歡的遊戲。把多碟遊戲打成一個包還是需要工作量的，這得回頭研究多碟遊戲原來的打包，然後重新配置好。』
e3 大會上微軟發布了x1向下兼容360這一功能。據說xbla上已購的數字版，還有上一世代的光碟遊戲最終將『原生地』運行在x1上。

已經有新聞說是虛擬機。

感覺是微軟一個一個遊戲的基於xbox one重新編譯了一份。

因為無論是光碟版還是數字版，都需要你在XO上重新下一個數字版。

做一個cpu的模擬器吧，另外系統調用可以都hook掉這樣這些系統調用本身就不用跑在模擬的cpu上。

以上是猜的。

我認為重新編譯的可能性不高。
產生重編譯說法的原因是有了光碟還是要下載文件，但PSP時代模PS文件與原始PS的ISO也是不同的，根本沒有經過重編譯，只是用工具將原光碟打包成特定的ISO格式而已（所以鏡像還會有壓縮）。
而且埠調用這些差異根本不是重編譯可以解決的，兩個機器在根本上就是不同的硬體。

需要軟體商授權不是因為要源代碼，而是因為微軟不知道人家是不是要在X1上出復刻版，怕壞了人家商業計劃，所以要先獲得許可。

應該還是傳統的模擬器，微軟在XBOX 360模擬XBOX的時候就是用的軟體模擬器，在這方面研究了10年了，沒有必要突然另起爐灶。
至於機能差異的問題，確實過去的軟體模擬器的情況下處理能力至少要相差10倍才能可靠模擬，但是當初的N64模擬器也出現過主頻只高2倍的PC模擬遊戲機的情況，主要是用了顯卡的硬加速，X360在特定機器上模擬，硬體加速的利用應該會比普通模擬器強得多。

應該是重新編譯了，因為即使是光碟遊戲，也要重新下載文件

我猜應該是半虛擬，分成兩層：
1.API層（包括系統API和DirectX）使用的是在X86上面跑的，但是和360的API保持一致。
2.遊戲本身的powerpc的代碼進行模擬，或者預翻譯轉換成x86代碼。

這樣，在調用direct等代碼時，沒有性能損失，甚至能夠獲得新型GPU的性能好處。而進行模擬的powerpc部分代碼，性能可能損失很小，如果是預翻譯的話，如果優化做的好，甚至有可能提升？

實際上，我說的這個方法不是什麼新概念，在ARM上面跑的wine，系統API部分就是ARM的，而程序的x86代碼則是通過QEMU模擬。而windows系統裡面的wow64，其實就是一個API兼容層。

不用糾結

從效率上來說，異構模擬沒什麼效率，性能是5-10倍才玩得轉，

所以，肯定是重編譯，

當年，蘋果為了把Macintosh的系統構架從Power PC轉換為x86而搞了一個黑科技，叫universal binary。
這個當年，是2006年。

這貨的原理基本就是個虛擬機。在x86操作系統裡面內置了一套完整的Power PC系統。

嗯，是內置。

而第三方軟體完全不需要任何重編譯，直接運行。

至於運行效率，在幾乎兩倍性能的硬體平台上跑出原平台90%的水平，還是沒啥壓力的。

如果微軟完全照搬這個運行模式，把老遊戲打個包，再給系統打個大補丁就好。

問寫編譯器的霸霸們吧。

嚴重懷疑是二進位指令翻譯，個別不好弄的地方上個進位 patch，然後在運行期用 trap 常式加以解釋，後面部分跟 vmware 當初乾的差不多是一回事。

是跑在hyperv上的？

我覺得是二進位翻譯吧，畢竟硬體規格微軟都知道，聯想到微軟支持android和ios，也許是類似的技術。
不同意重新編譯，不見得廠商都會提供源代碼給微軟編譯。

具體架構不清楚，不過昨天試了一下玩360遊戲（跟著rare replay下載的），啟動的時候有xbox 360的畫面，登錄之後會嘗試下載可用的其他遊戲，然後就報錯，認為設備沒有空餘空間。

XO的架構不是本來就是三層虛擬機嘛……

大膽猜一下，應該不是直接對硬體的模擬，而是運行時的模擬。CPU的翻譯是必須的，可以用jit加快速度。硬體細節的模擬應該是很少的，畢竟開發都是有SDK的，直接對運行時效率最高，代價最小。

今天剛在WPDang上看到這個問題，鏈接在此http://www.wpdang.com/archives/139813.html