Segundo os desenvolvedores do FEX-Emu, emular o modelo de funcionamento da memória do computador é muito mais difícil do que se imagina quando entram em cena caches e vários processadores. O modelo Total Store Ordering do x86 oferece fortes garantias para a visibilidade das operações de memória, enquanto o modelo mais fraco do ARM permite reordenamentos em favor do desempenho. Embora os emuladores possam compensar isso com operações acquire/release, o custo aumenta; as extensões LRCPC e o modo TSO compatível com x86 do Apple Silicon reduzem essa sobrecarga.
Acessos desalinhados incompatíveis e operações atômicas ampliam os problemas. O FEX pode detectar erros de alinhamento e adicionar barreiras ao código traduzido; já as operações split-lock podem ficar centenas ou milhares de vezes mais lentas do que o normal ao recorrer ao kernel e aos manipuladores de sinais. Os núcleos Oryon da Qualcomm e as otimizações do Linux da Valve reduzem alguns problemas.
Faltam equivalentes ARM para a memória write-combined escrita pela GPU; no pior caso, a largura de banda pode cair 800×, reduzindo os jogos para menos de 1 FPS. Os sistemas UMA apresentam resultados melhores. A emulação depende mais da reprodução de suposições arquiteturais do que da tradução de instruções.
Por que isso é importante
Essa diferença técnica torna mais difícil preservar simultaneamente a compatibilidade e o desempenho em emuladores que executam softwares x86 em hardware baseado em ARM. Como o problema não se limita apenas à tradução de instruções do processador, aspectos como o uso de múltiplos núcleos, operações atômicas e acesso à memória da GPU podem produzir resultados distintos em hardwares diferentes. Por isso, os resultados passam a depender não apenas da arquitetura de processador e memória utilizada, mas também de quais otimizações o sistema operacional e o emulador aplicam; Apple Silicon, Oryon, as otimizações da Valve e os projetos UMA mostram que essa diferença pode ser reduzida. A questão em aberto é em quais cargas de trabalho essas melhorias serão suficientes e até que ponto o custo adicional necessário para a compatibilidade poderá ser sustentado.