Como funcionam os emuladores? A diferença entre emulador e simulador

O software de emulação permite que você use um sistema operacional diferente para o seu host. Por exemplo, você pode executar um emulador do Windows 7 na sua máquina Windows 10. Você ainda pode usar o Windows 10, mas também pode entrar no Windows 7 como desejar.

Muitas pessoas usam emuladores todos os dias, para testar software, experimentar um novo sistema operacional ou executar um console de videogame antigo.

Mas você já se perguntou como os emuladores funcionam? Ou por que seus emuladores são lentos ou apresentam atraso? Continue lendo e descobrirá como a emulação é realmente incrível.

O hardware de emulação faz a diferença

Vamos pensar no que afeta o desempenho da emulação usando um exemplo do mundo real.

Os jogos PlayStation não funcionam no seu sistema Windows porque esses jogos não foram projetados para rodar em um computador normal. Os dispositivos PlayStation são muito específicos em sua composição física, contendo hardware exclusivo que o Windows - ou qualquer outro sistema operacional de computador - não sabe usar.

É por isso que você precisa de um emulador. O software de emulação tem como objetivo executar um programa projetado para um tipo de sistema em outro sistema. Os programas que fazem isso acontecer são conhecidos como emuladores. Embora os detalhes e o funcionamento interno variem entre os emuladores, no final, eles tentam obter o mesmo resultado: fazer o software rodar em hardware diferente.

Como funcionam os emuladores?

Emuladores trabalham duro para executar um programa externo. Em resumo, um emulador é um software que "age" como um hardware. Na maioria dos casos, isso significa simular todos os recursos de um componente de hardware como um componente de software. Além disso, os componentes de hardware que são emulados como software devem funcionar sem erros, ou o emulador não funcionará corretamente.

A dificuldade em transformar peças avançadas e únicas de hardware em software funcional é o motivo pelo qual os emuladores dos consoles de jogos modernos demoram muito tempo a se desenvolver. É preciso muito trabalho e esforço para que o processo de emulação funcione, porque o hardware moderno, como um PlayStation 4 ou Xbox One, é extremamente complexo.

Voltando ao exemplo do PlayStation, um emulador deve imitar um chip de som especial, placa gráfica, unidade de processamento e assim por diante, sem considerar a emulação de componentes periféricos como CD motoristas.

Então, qual é o componente mais difícil de imitar?

Unidade central de processamento

A peça de hardware mais difícil de emular é geralmente a unidade central de processamento (CPU). A CPU é um componente essencial de qualquer computador, de smartphones a consoles de videogame. De muitas maneiras, a CPU é o componente de computador mais importante em relação à emulação, pois todos os outros componentes se vinculam diretamente a ela.

Nem todas as CPUs são iguais. A principal maneira pela qual as CPUs diferem entre si está em sua conjuntos de instruções. Um conjunto de instruções da CPU determina como um computador executa os comandos que um programa fornece. Um emulador terá como alvo um sistema que possui um conjunto de instruções diferente da máquina host. Por exemplo, a CPU do PlayStation usa um conjunto de instruções conhecido como MIPS, que é diferente do desktop ou laptop que usa x86.

Por que os emuladores são tão lentos?

A diferença entre os conjuntos de instruções é uma das razões pelas quais os emuladores às vezes apresentam desempenho inferior. Toda instrução de CPU que o emulador recebe deve converter de um conjunto de instruções para outro. Além disso, essa tradução do conjunto de instruções ocorre em tempo real.

No exemplo acima, a CPU do emulador de PlayStation recebe uma instrução MIPS, converte-a em x86 e depois é executada no seu computador.

A tradução de conjuntos de instruções constitui a base de como os emuladores simulam um dispositivo inteiro dentro do seu computador. Outra maneira de ver isso é como um tradutor do mundo real retransmitindo rapidamente uma conversa entre duas pessoas que falam idiomas diferentes. Mesmo que a tradução seja muito rápida, você sempre encontrará alguma perda de velocidade. Quanto mais complexas as línguas, mais lentas as traduções.

Virtualização vs. Emulação: qual é a diferença?

A virtualização é muito semelhante à emulação, mas há diferenças importantes entre elas. Em particular, a virtualização geralmente se refere ao uso de máquinas virtuais. A virtualização e a emulação realizam a mesma coisa, mas elas são realizadas de maneiras ligeiramente diferentes.

Ambos foram projetados para executar o software em um ambiente isolado. A virtualização se concentra no isolamento, enquanto a emulação se concentra no ambiente. O que isso significa é que os emuladores simulam uma gama maior de hardware do que as máquinas virtuais.

Você não pode executar um sistema PlayStation em uma máquina virtual, por exemplo. Mas você pode executar um emulador de PlayStation em um ambiente virtual do Windows.

No entanto, por isso, a virtualização geralmente é mais rápida que a emulação. Em vez de emular um sistema, uma máquina virtual aloca poder de processamento para um subsistema isolado. Importante, isso significa que a CPU não é emulada.

Como tal, o público-alvo dos dois difere um pouco. Os emuladores tendem a ser projetados para consoles de videogame (ou outros sistemas completamente diferentes dos computadores comuns), enquanto as máquinas virtuais são mais prováveis ​​de serem executadas em negócios. Isso ocorre porque eles fornecem um ambiente rápido e seguro para executar programas.

No entanto, isso é principalmente uma escolha criteriosa. Na prática, virtualização e emulação são funcionalmente iguais, pois ambas existem principalmente para traduzir de uma “linguagem de instruções” para outra.

3 maneiras de usar a emulação

Existem algumas maneiras de tirar proveito da emulação. Você pode até usá-lo agora mesmo sem saber! Aqui estão alguns exemplos notáveis.

1. Execute programas de 32 bits no Windows de 64 bits

Windows de 64 bits é diferente do Windows de 32 bits. A versão de 64 bits do Windows pode usar uma camada de compatibilidade especial para executar programas de 32 bits. Não há necessidade de emular um sistema inteiro para fazer as coisas funcionarem, porque os programas de 32 bits já são semelhantes no design. Por esse motivo, o processo é extremamente rápido.

2. Emular todos os consoles

Os consoles mais recentes são muito difíceis de emular. Embora o PlayStation 3 chegue aos mercados em 2006, ainda é difícil imitar uma grande proporção de jogos para o console. A situação de emulação para o Xbox 360 fica ainda mais para trás.

Ainda assim, existem emuladores para montes de consoles de videogame mais antigos, incluindo muitos dos melhores consoles dos anos 90 8 ótimos emuladores para jogar consoles domésticos modernos no seu PC (1994-2001) consulte Mais informação . Há um bônus em executar os emuladores antigos de videogame em hardware moderno. Os jogos antigos recebem um aumento de desempenho no hardware moderno. Dependendo do emulador, você pode usar gráficos HD ou 4K, aproveitando o poder de computação extra para jogar em níveis muito mais altos que a resolução nativa. Confira o vídeo para um excelente exemplo, usando o emulador de PCSX2 PlayStation 2 para jogar Gran Turismo 4.

Você também pode execute emuladores de videogame no seu dispositivo Android 10 melhores emuladores para Android para jogo estilo retroNa verdade, é super fácil jogar vários jogos antigos no seu telefone ou tablet Android. Estes são os principais emuladores de jogos para Android para você começar. consulte Mais informação , permitindo que você jogue retro em movimento.

3. Teste diferentes sistemas operacionais

Normalmente, se você quiser experimentar um novo sistema operacional, precisará instalá-lo no disco rígido. A emulação permite que você execute um sistema operacional separado no sistema operacional atual usando uma máquina virtual.

Existem várias razões pelas quais você deseja fazer isso. Você não precisa se preocupar se sua instalação se comportar mal, pois é restrita a um ambiente virtual. Também pode ser sua única opção se você quiser experimentar um sistema operacional incompatível com o hardware do computador. o O subsistema Windows para Linux é um bom exemplo Como executar uma área de trabalho Linux usando o subsistema Windows para LinuxDeseja executar o Linux no seu PC com Windows? Veja como executar uma área de trabalho Linux no Windows usando o Windows Subsystem for Linux. consulte Mais informação .

Por que a emulação é tão difícil?

Agora você entende mais sobre por que a emulação é complicada. A emulação de um console de videogame é um processo complexo - e este artigo aborda apenas o básico. No entanto, agora que você entende mais sobre o processo de emulação e o desenvolvimento de emuladores, saberá exatamente por que fica um pouco mais lento na próxima vez que usar um.

Se você deseja começar a investigar seu catálogo anterior de videogames, aqui está como você joga jogos de PS2 no seu PC Como jogar jogos de PS2 no seu PCVeja como jogar jogos de PlayStation 2 no seu PC, permitindo que você aproveite os jogos clássicos do PS2 mais uma vez. consulte Mais informação . Como alternativa, volte um pouco mais na história dos jogos e aprenda como jogar jogos PS1 no seu PC Como jogar jogos de PlayStation (PS1) no PCVeja como jogar jogos de PlayStation (PS1) no seu PC. Tudo que você precisa é de um emulador, um BIOS PS1 e seus jogos antigos de PS1! consulte Mais informação , em vez de.