藉由Intel VT-x與AMD-V新增特權層級，讓x86指令集勉強符合「波佩克與戈德堡虛擬化需求」，但災難尚未結束，x86指令集2種不同的記憶體保護方式，提供了不同的保護層級，替早期純軟體虛擬化方案帶來了天大的麻煩。
80386之前的「節區」記憶體管理
在80386提供分頁表(Paging)虛擬記憶體之前， 記憶體保護是採用「節區(Segmentation)」定址記憶體管理模式，作業系統需不時改變節區暫存器的內容，以存取實際上散亂在記憶體各處的資料，基本上屬於「記憶體容量像黃金一樣珍貴，必須錙銖必較」的歷史產物，在今天也沒什麼好批評的。
80386之後，近代x86作業系統基於效能考量以及「程式設計者不需要在配置記憶體這件事上傷腦筋」，全面採用「平面記憶體定址模型(Flat Memory Model，又稱為「0:32」)」，「虛級化」節區暫存器，將其基底值通通都設為0，毋須改變其內容，只靠1個來自32位元暫存器的偏移值(Offset)即可標定4GB虛擬定址空間的任何一處(雖然有PAE/PSE-36這種邁向64位元前的過渡期特例)。
新技術問世前的實作方式
這也讓x86處理器廠商紛紛放棄改善節區定址模式的執行效率，僅維持相容性即可，依循「Make The Common Case Fast」的大原則，把電晶體預算砸到最常用到功能的刀口上，64位元x86指令集更全面揚棄節區記憶體，強制實現平面記憶體模型。當年Pentium Pro所謂的「16位元效能不佳」就是因為動到資料節區暫存器(Data Segment)的指令，在Pentium Pro無法被非循序預測執行，會讓後面的指令大塞車。
麻煩的是，在Intel VT-x與AMD-V問世前，在x86處理器上面實作虛擬化，必須將腦袋動到「只有節區記憶體才提供的4層權限」，經常被用來舉例的POPF，在特權模式(Ring 0)和使用者模式(Ring 1-3)會有不一樣的執行結果，POPF在使用者模式並不會啟動EFLAGS暫存器的IF(Interrupt Enable)欄位，卻也不會製造例外(Exception)。
假使採用壓縮權限(Ring Compression)方式，將原本在Ring 0執行的作業系統轉移到Ring 1，POPF將會有錯誤的執行結果，而被迫使用節區記憶體定址，也降低整體效能。好笑的是，x86的節區記憶體定址定義了4層權限，但歷史上除了微軟曾經將驅動程式放在Ring 1外，根本少人去動用Ring 1和Ring 2，後來的分頁表只有2層就是最好的反證。
就算有了Intel VT-x和AMD-V，「記憶體虛擬化」也並非高枕無憂，需透過軟體手段「遮蔽(Shadow)」作業系統可以看到的記憶體位址空間，不准直接存取，也就是軟體模擬出1個「影子分頁表(Shadow Page Table)」給虛擬機上執行的作業系統，至於實體位址與虛擬位址的轉換也是莫大的負擔，加上x86指令集因長期缺乏資料暫存器，而讓應用程式的行為變得非常的「Memory Intensive(記憶體存取密集)」，相信各位科科光用想的就會覺得這樣效率一定不太好，同時執行的作業系統越多勢必更加嚴重，所以「硬體輔助的記憶體虛擬化」技術就要浮上檯面了。未完待續。
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