Czy architektura ARM może w przyszłości zastąpić architekturę procesorów x86 w laptopach?

Laptopy oparte na architekturze ARM zyskują popularność, rzucając wyzwanie długotrwałej dominacji x86. Czy dzięki ulepszeniom wydajności i efektywności ARM może stać się nowym standardem dla laptopów? Przyjrzyjmy się czynnikom napędowym stojącym za tą zmianą.

Ewolucja architektury ARM w laptopach

Procesory ARM wyróżniają się wydajnością energetyczną i wydajnością na wat w porównaniu do x86, dlatego dominowały na rynku mobilnym od samego początku. Z drugiej strony, x86 dominuje na rynku laptopów/PC ze względu na lepszą wydajność, jakiej oczekuje się od takich urządzeń.

Wszystko się zmieniło, gdy Apple wykonało odważny krok, wprowadzając w 2020 r. chipy M1 oparte na architekturze ARM, co spowodowało znaczącą zmianę na rynku laptopów. Od tego czasu duże firmy technologiczne aktywnie pracują nad dotrzymaniem kroku temu przełomowi.

Jednak ARM ma jeszcze wiele przeszkód do pokonania. Chipy M firmy Apple ściśle konkurują z procesorami Intel i AMD pod względem wydajności procesora na wat, a nawet pokonują je w niektórych zadaniach. Jednak jeśli chodzi o ogólną moc przy użyciu większej liczby rdzeni i szybkości zegara, x86 je pokonuje.

Kolejnym wyzwaniem jest kompatybilność oprogramowania. Większość dzisiejszych aplikacji komputerowych jest projektowana dla architektury x86. Oznacza to, że laptopy oparte na architekturze ARM muszą polegać na natywnych aplikacjach ARM lub używać emulacji do uruchamiania aplikacji x86, co może mieć wpływ na wydajność.

Aby zniwelować te różnice, przyjrzyjmy się, jakie działania mogą doprowadzić do dominacji technologii ARM na rynku laptopów.

Innowacje sprzętowe, które napędzają rozwój ARM

Moc obliczeniowa była głównym problemem architektury ARM, wymuszając skupienie się na urządzeniach mobilnych. Gdy Apple udowodniło możliwości przetwarzania ARM, wielu gigantów technologicznych poszło w jego ślady. Zobaczmy, jakie wysiłki związane ze sprzętem podejmują giganci technologiczni, aby umożliwić laptopom opartym na ARM konkurowanie z x86.

Jabłko

Apple ze swoimi krzemowymi chipami zrewolucjonizował rynek laptopów i podzielił go na laptopy ARM i x86. Początkowy chip M1 rzucił wyzwanie najlepszym ofertom Intel/AMD, podczas gdy znacznie ulepszony chip M3 jest znacznie wydajniejszy, z 50% szybszą wydajnością rdzeni w porównaniu do chipa M1.

Te chipy oferują unikalną kombinację wysokiej wydajności i niskiego zużycia energii dzięki konstrukcji SoC (System on Chip). Obejmuje ona CPU, GPU, Neural Engine i inne komponenty na jednym chipie.

Kontrola nad oprogramowaniem i sprzętem pozwoliła Apple na stworzenie głęboko zintegrowanych funkcji, takich jak natychmiastowe wybudzanie, zgodność z aplikacjami iOS i wiodący w branży system zarządzania temperaturą. Można śmiało założyć, że ARM jest przyszłością komputerów Macbook firmy Apple, zwłaszcza biorąc pod uwagę, że ich umowa z ARM wykracza poza rok 2040 .

Microsoft

We współpracy z Qualcomm, Microsoft wprowadził na rynek serię Surface Pro X , zasilaną przez układy Microsoft SQ1 i SQ2. Układy te mają podobną filozofię projektowania SoC jak krzem Apple.

Pomimo wczesnych problemów ze zgodnością i wydajnością, Microsoft podobno opracowuje niestandardowy układ SoC specjalnie dla systemu Windows. Inicjatywa ta jest wzmacniana przez wprowadzenie Project Volterra , platformy umożliwiającej deweloperom tworzenie i testowanie oprogramowania opartego na architekturze ARM.

Qualcomm

Seria Snapdragon 8cx oparta na ARM firmy Qualcomm to to, co napędza większość laptopów ARM dla Windows. Chipy Microsoft SQ1 i SQ2 to również dostosowane wersje tych procesorów. Nawet jeśli nie mógł pokonać krzemu Apple, to dał producentom chip ARM dla laptopów, aby nie polegali wyłącznie na x86.

Jednak ważniejszym postępem jest nadchodzący Snapdragon X Elite zbudowany na architekturze SoC 4 nm. Te chipy wydają się bardzo obiecujące i mogą nawet konkurować z chipami krzemowymi Apple. Oprócz mocy, aby konkurować z procesorami x86, ma również zaawansowane funkcje, takie jak wbudowane 5G i NPU z wydajnością AI 45 TOPS.

Wkład innych firm technologicznych

Wielu producentów, takich jak Samsung, ASUS, Lenovo, HP i Dell, wprowadziło na rynek laptopy oparte na architekturze ARM, obsługujące architekturę ARM na laptopach. Choć nie jest to potwierdzone, krążą również pogłoski, że niektórzy pracują nad stworzeniem własnego, niestandardowego SoC dla laptopów.

Plotki głoszą na przykład, że Samsung pracuje nad procesorem bazującym na Exynosie dla laptopów z systemem Windows i procesorami ARM.

Ulepszenia oprogramowania napędzające ekosystem ARM

Oprogramowanie skompilowane dla architektury x86 nie jest natywnie kompatybilne z systemami ARM. Historycznie x86 była dominującą architekturą na rynku komputerów stacjonarnych/laptopów, co skłoniło większość deweloperów oprogramowania do projektowania swoich programów wyłącznie dla x86.

Aby uruchomić program w ARM, trzeba go albo przekompilować dla ARM, albo trzeba emulować, aby konwertować w trakcie. Zobaczmy, co jest obecnie robione, aby umożliwić uruchamianie oprogramowania x86 na ARM.

Jabłko

Kiedy Apple całkowicie przeszło z architektury x86 na architekturę ARM wraz z procesorami M1, firma dołożyła wszelkich starań, aby większość aplikacji działała bezproblemowo na architekturze ARM.

Rosetta 2 odegrała kluczową rolę w zapewnieniu płynności przejścia. Jest to dynamiczne narzędzie do tłumaczenia binarnego (tj. emulator), które może konwertować aplikacje x86 na architekturę ARM w locie. Oczywiście, miało to wpływ na wydajność. Testy porównawcze sugerują średni spadek o 15% (do 40% w przypadku złożonych zadań).

Co więcej, Apple skompilowało ponownie całe swoje oprogramowanie, aby działało zarówno na architekturze x86, jak i ARM, w tym Photos, Keynote, Final Cut Pro, Logic Pro itp. Firma zachęciła również zewnętrznych deweloperów do kompilowania aplikacji zarówno na architekturze x86, jak i ARM, wprowadzając Universal Apps , Developer Transition Kit, aktualizując wytyczne App Store itp.

Wszystko to sprawiło, że przejście na architekturę ARM przebiegło bezproblemowo zarówno dla użytkowników, jak i deweloperów.

Microsoft

Microsoft nie poświęcił czasu na wprowadzenie Windowsa na ARM, oferując laptopom ARM niezawodny system operacyjny. Niestety, nie poszło dobrze z powodu problemów z wydajnością i ograniczonej kompatybilności aplikacji. Nawet z emulacją x64 nie oferował niezawodnej wydajności.

Na szczęście przyszłość wygląda znacznie lepiej z Prism ; najnowszym emulatorem Microsoftu. Oczekuje się, że zaoferuje znacznie lepszą wydajność; tak dobrą jak Rosetta 2. Jednak nadal trzeba trochę poczekać, ponieważ stanie się publicznie dostępny wraz z aktualizacją Windows 11 24H2.

Firma Microsoft przystosowała również wiele swoich aplikacji do działania w systemach ARM, w tym Office Suite, Teams i Edge.

Cegła suszona na słońcu

Adobe udostępniło wersje ARM większości swojego pakietu Creative Suite dość wcześnie, gdy Apple ogłosiło krzemowe układy scalone. Obecnie prawie wszystkie jego aplikacje mają wersję ARM dla systemu macOS, w tym Photoshop, Lightroom, Illustrator, InDesign, After Effects itp. Wiele z nich jest również dostępnych na komputerach Microsoft Copilot+.

Co najlepsze, nie tylko zostały skompilowane ponownie dla architektury ARM, ale również zoptymalizowane, aby w pełni wykorzystać zalety układów Apple w MacBookach.

Kanoniczny

Canonical, firma stojąca za Ubuntu, również mocno promuje ARM. Zapewniła, że ​​Ubuntu działa bezproblemowo na architekturze ARM. Jeśli ktoś chce Linuksa na laptopie ARM, Ubuntu jest niezawodnym wyborem dzięki silnemu wsparciu.

Ponadto format Snap Packages nie zależy również od konkretnej architektury. Oznacza to, że deweloperzy mogą łatwo dystrybuować swoje aplikacje i aktualizować je bez konieczności oddzielnego ich wymieniania.

Czy ARM naprawdę może zdominować rynek laptopów?

Giganci technologiczni coraz częściej wspierają laptopy z procesorami ARM, ale nie oznacza to końca architektury x86.

ARM koncentruje się na dostarczaniu wysokiej wydajności przy energooszczędności, co odpowiada większości zwykłych użytkowników. Jednak profesjonaliści polegający na konkretnym oprogramowaniu x86, społeczność graczy i osoby potrzebujące wysokowydajnych obliczeń mogą jeszcze nie uznać ARM za odpowiedni zamiennik.

Procesory x86 firm Intel i AMD nadal przodują pod względem mocy obliczeniowej, szczególnie w środowiskach korporacyjnych, gdzie kompatybilność i obsługa oprogramowania mają kluczowe znaczenie. ARM musi zdobyć znaczący udział w rynku, zanim programiści zaczną konsekwentnie kompilować swoje aplikacje dla obu architektur, zwłaszcza w przypadku laptopów z systemem Windows, gdzie sprzęt jest bardzo zróżnicowany.

Biorąc pod uwagę siłę ARM w zakresie wydajności energetycznej, prawdopodobnie będzie dominować w określonych kategoriach, takich jak ultraprzenośne laptopy. Jednak oczekuje się, że obie architektury będą współistnieć, obsługując różne przypadki użycia. Jedno jest pewne, ARM jest gotowy zdobyć wystarczający udział w rynku, aby stać się kluczowym czynnikiem przy zakupie kolejnego laptopa.

Źródło obrazu: Freepik