Como os modos de CPU são aplicados? (x86)

Question

O modo normal de operação da CPU é o Modo Protegido .

Ele ainda é iniciado no modo real por razões de compatibilidade com versões anteriores.

Real mode, also called real address mode, is an operating mode of all x86-compatible CPUs. Real mode is characterized by a 20-bit segmented memory address space (giving exactly 1 MiB of addressable memory) and unlimited direct software access to all addressable memory, I/O addresses and peripheral hardware.

Com a introdução da extensão ISA amd64 / x86_64, o modo longo foi introduzido, registradores comuns de 64 bits foram adicionados e somente em software de modo longo podem ser executados neles.

Minha pergunta é: em uma CPU multicore, os diferentes núcleos podem estar em diferentes modos de CPU? É a maneira casual de como funciona a coisa / como a execução? Ou é completamente impossível?

Este comportamento também se aplica a todos os ISA? Que tal um ARM multicore? (Que tem muito mais do que apenas 2 modos casuais)