Kann ARM irgendwann die x86-CPU-Architektur in Laptops ersetzen?

ARM-basierte Laptops gewinnen an Bedeutung und stellen die langjährige Dominanz der x86-Prozessoren in Frage. Könnte ARM mit Leistungs- und Effizienzverbesserungen zum neuen Standard für Laptops werden? Lassen Sie uns die treibenden Faktoren hinter diesem Wandel untersuchen.

Die Entwicklung der ARM-Architektur in Laptops

ARM-Prozessoren zeichnen sich im Vergleich zu x86 durch Energieeffizienz und Leistung pro Watt aus, weshalb sie seit ihrer Einführung den Mobilmarkt dominieren. Auf der anderen Seite dominiert x86 den Laptop-/PC-Markt aufgrund der besseren Leistung, die von solchen Geräten erwartet wird.

Das änderte sich, als Apple 2020 einen mutigen Schritt wagte und die ARM-basierten M1-Chips vorstellte, was zu einer großen Veränderung auf dem Laptop-Markt führte. Seitdem arbeiten große Technologieunternehmen aktiv daran, mit diesem Durchbruch Schritt zu halten.

Allerdings muss ARM noch viele Hürden überwinden. Apples M-Chips konkurrieren in puncto CPU-Leistung pro Watt eng mit Intel- und AMD-Prozessoren und übertreffen sie bei einigen Aufgaben sogar. Wenn es jedoch um die Gesamtleistung bei Verwendung einer höheren Anzahl von Kernen und Taktraten geht, ist x86 besser.

Eine weitere Herausforderung ist die Softwarekompatibilität. Die meisten Computeranwendungen sind heute für die x86-Architektur konzipiert. Das bedeutet, dass ARM-basierte Laptops entweder auf native ARM-Apps angewiesen sind oder Emulationen verwenden müssen, um x86-Anwendungen auszuführen, was die Leistung beeinträchtigen kann.

Um diese Lücken zu schließen, wollen wir uns ansehen, welche Anstrengungen unternommen werden, um zu einer Dominanz von ARM bei Laptops zu führen.

Hardware-Innovationen, die ARM voranbringen

Die Rechenleistung war das Hauptproblem der ARM-Architektur, was ihren Schwerpunkt auf mobile Geräte zwang. Nachdem Apple die Rechenleistung von ARM unter Beweis gestellt hatte, folgten viele Tech-Giganten. Sehen wir uns an, welche hardwarebezogenen Anstrengungen die Tech-Giganten unternehmen, um ARM-basierten Laptops zu ermöglichen, mit x86 zu konkurrieren.

Apfel

Apple revolutionierte mit seinen Siliziumchips den Laptop-Markt und teilte ihn in ARM- und x86-Laptops auf. Der ursprüngliche M1-Chip forderte die besten Angebote von Intel/AMD heraus, während der stark verbesserte M3-Chip deutlich leistungsstärker ist und im Vergleich zum M1-Chip eine um 50 % schnellere Kerneffizienz aufweist.

Diese Chips bieten durch das SoC-Design (System on Chip) eine einzigartige Kombination aus hoher Leistung und geringem Stromverbrauch. Sie umfassen CPU, GPU, Neural Engine und andere Komponenten auf einem einzigen Chip.

Die Kontrolle über Software und Hardware ermöglichte es Apple außerdem, tief integrierte Funktionen wie Instant Wake, iOS-App-Kompatibilität und ein branchenführendes Wärmemanagementsystem zu entwickeln. Man kann davon ausgehen, dass ARM die Zukunft der Apple Macbooks ist, insbesondere wenn man bedenkt, dass der Vertrag mit ARM über das Jahr 2040 hinausgeht .

Microsoft

In Zusammenarbeit mit Qualcomm hat Microsoft die Surface Pro X- Serie auf den Markt gebracht, die von den Microsoft SQ1- und SQ2-Chips angetrieben wird. Diese Chips verfolgen eine ähnliche SoC-Designphilosophie wie Apple-Silizium.

Trotz anfänglicher Kompatibilitäts- und Leistungsprobleme entwickelt Microsoft Berichten zufolge einen benutzerdefinierten SoC-Chip speziell für Windows. Diese Initiative wird durch die Einführung von Project Volterra verstärkt , einer Plattform, die es Entwicklern ermöglicht, ARM-basierte Software zu erstellen und zu testen.

Qualcomm

Die meisten ARM-Laptops für Windows werden von der Snapdragon 8cx-Serie auf Basis von Qualcomm ARM angetrieben. Die Microsoft-Chips SQ1 und SQ2 sind ebenfalls angepasste Versionen davon. Auch wenn sie Apple-Silizium nicht schlagen konnten, gab sie den Herstellern doch einen ARM-Chip für Laptops, die nicht ausschließlich auf x86 basieren.

Die wichtigere Weiterentwicklung ist jedoch der kommende Snapdragon X Elite, der auf einer 4-nm-SoC-Architektur basiert. Diese Chips scheinen sehr vielversprechend und könnten sogar mit Apple-Siliziumchips konkurrieren. Neben der Leistung, die es mit x86-Prozessoren aufnehmen kann, verfügt er auch über erweiterte Funktionen wie integriertes 5G und NPU mit 45 TOPS KI-Leistung.

Beiträge anderer Technologieunternehmen

Viele Hersteller wie Samsung, ASUS, Lenovo, HP und Dell haben ARM-basierte Laptops auf den Markt gebracht, die ARM auf Laptops unterstützen. Obwohl es nicht bestätigt ist, gibt es auch Gerüchte, dass einige an der Entwicklung ihres eigenen benutzerdefinierten SoC für Laptops arbeiten.

Gerüchten zufolge entwickelt Samsung beispielsweise einen Exynos-basierten Chip für Windows auf ARM-Laptops.

Softwareverbesserungen für das ARM-Ökosystem

Für die x86-Architektur kompilierte Software ist nicht nativ mit ARM-Systemen kompatibel. Historisch gesehen war x86 die dominierende Architektur auf dem Desktop-/Laptop-Markt, was dazu führte, dass die meisten Softwareentwickler ihre Programme ausschließlich für x86 entwickelten.

Um ein Programm in ARM auszuführen, muss es entweder für ARM neu kompiliert werden oder Sie benötigen eine Emulation, um es unterwegs zu konvertieren. Sehen wir uns an, was derzeit getan wird, um die Ausführung von x86-Software auf ARM zu ermöglichen.

Apfel

Als Apple mit den M1-Chips vollständig von x86 auf ARM umstieg, unternahm das Unternehmen auch große Anstrengungen, um sicherzustellen, dass die meisten Apps einwandfrei auf ARM liefen.

Rosetta 2 spielte eine entscheidende Rolle bei der nahtlosen Umstellung. Es handelt sich um ein dynamisches Binärübersetzungstool (also einen Emulator), das x86-Apps im Handumdrehen in die ARM-Architektur konvertieren kann. Natürlich hatte dies Auswirkungen auf die Leistung. Die Benchmarks deuten auf einen durchschnittlichen Rückgang von 15 % hin (bis zu 40 % bei komplexen Aufgaben).

Darüber hinaus hat Apple seine gesamte Software neu kompiliert, damit sie sowohl auf x86 als auch auf ARM läuft, darunter Photos, Keynote, Final Cut Pro, Logic Pro usw. Außerdem hat das Unternehmen Drittentwickler dazu ermutigt, Apps sowohl für x86 als auch für ARM zu kompilieren, indem es Universal Apps , das Developer Transition Kit, die Aktualisierung der App Store-Richtlinien usw. eingeführt hat.

All dies ermöglichte Benutzern und Entwicklern einen nahtlosen Übergang zu ARM.

Microsoft

Microsoft hat sich nicht die Zeit genommen, Windows auf ARM einzuführen und ARM-Laptops ein zuverlässiges Betriebssystem anzubieten. Leider lief es aufgrund von Leistungsproblemen und eingeschränkter App-Kompatibilität nicht gut. Selbst mit x64-Emulation bot es keine zuverlässige Leistung.

Glücklicherweise sieht die Zukunft mit Prism , dem neuesten Emulator von Microsoft, viel besser aus. Es wird erwartet, dass er eine deutlich bessere Leistung bietet; so gut wie Rosetta 2. Es gibt jedoch noch eine kleine Wartezeit, da er mit dem Windows 11 24H2-Update öffentlich verfügbar wird.

Microsoft hat außerdem viele seiner Apps für die Ausführung auf ARM-Systemen konvertiert, darunter die Office Suite, Teams und Edge.

Adobe

Adobe hat die ARM-Versionen der meisten seiner Creative Suites schon recht früh verfügbar gemacht, als Apple Siliziumchips ankündigte. Derzeit gibt es von fast allen Apps eine ARM-Version für macOS, darunter Photoshop, Lightroom, Illustrator, InDesign, After Effects usw. Viele davon sind auch auf Microsoft Copilot+-PCs verfügbar.

Und das Beste: Sie wurden nicht nur für ARM neu kompiliert, sondern auch optimiert, um die Leistung der Apple Silicon Macbooks voll auszunutzen.

Kanonisch

Canonical, das Unternehmen hinter Ubuntu, fördert ARM ebenfalls stark. Es hat sichergestellt, dass Ubuntu nahtlos auf der ARM-Architektur funktioniert. Wenn jemand Linux auf einem ARM-Laptop haben möchte, ist Ubuntu dank starker Unterstützung eine zuverlässige Wahl.

Darüber hinaus ist das Snap Packages-Format auch nicht von einer bestimmten Architektur abhängig. Das bedeutet, dass Entwickler ihre Anwendungen problemlos verteilen und aktualisieren können, ohne sich Gedanken über die separate Auflistung machen zu müssen.

Kann ARM den Laptop-Markt wirklich dominieren?

Obwohl die Technologiegiganten zunehmend ARM-Laptops unterstützen, bedeutet dies nicht das Ende der x86-Architektur.

ARM konzentriert sich auf die Bereitstellung starker Leistung bei gleichzeitiger Energieeffizienz, was die meisten normalen Benutzer anspricht. Für Profis, die auf bestimmte x86-Software angewiesen sind, die Gaming-Community und alle, die Hochleistungsrechner benötigen, ist ARM jedoch möglicherweise noch kein geeigneter Ersatz.

Intels und AMDs x86-CPUs sind in Sachen Leistung immer noch führend, insbesondere in Unternehmensumgebungen, in denen Kompatibilität und Softwareunterstützung von entscheidender Bedeutung sind. ARM muss noch deutlich Marktanteile gewinnen, bevor Entwickler ihre Apps einheitlich für beide Architekturen kompilieren können, insbesondere für Windows-Laptops, bei denen die Hardware stark variiert.

Angesichts der Stärke von ARM in Sachen Energieeffizienz wird es wahrscheinlich bestimmte Kategorien wie ultraportable Laptops dominieren. Es wird jedoch erwartet, dass beide Architekturen nebeneinander existieren und unterschiedliche Anwendungsfälle bedienen. Eines ist sicher: ARM ist bereit, genügend Marktanteile zu gewinnen, um beim Kauf Ihres nächsten Laptops eine wichtige Überlegung zu sein.

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