Чем хороши ARM-ноутбуки и почему Microsoft делает на них ставку

Что такое ARM-ноутбук

Большинство современных компьютеров на macOS, Windows и Linux работает на процессорах архитектуры х86. Название идёт от наименований первых процессоров Intel этой архитектуры, которые оканчивались на 86 (8086, 80186, 80286, 80386 и т. д.). Под х86 создано огромное количество компьютерных приложений.

А вот на смартфонах и планшетах всё по-другому. На них используются процессоры архитектуры ARM, разработанной компанией ARM limited. Лэптоп с таким процессором и называется ARM-ноутбуком.

Разберём оба варианта подробнее, чтобы найти различия между ARM и x86.

Архитектура х86

Первые процессоры x86 — типичные представители архитектуры CISC (от англ. Complex Instruction Set Computer — «компьютер со сложным набором инструкций»). С каждым поколением в процессор добавлялась поддержка нового набора элементарных команд. Благодаря этому приложения становились компактнее — ведь то действие, которое раньше выполнялось десятком команд, в новом процессоре производилось всего одной. Возрастало и быстродействие: одну команду совершить быстрее, чем десять. Вот только аппаратная поддержка всё большего набора команд делает процессор сложнее и крупнее. И расход электричества растёт.

Ещё одна особенность х86 связана не с архитектурой процессора, а скорее с историческими обстоятельствами. Так получилось, что компьютеры на базе х86 имеют модульную конструкцию. Пользователь может сам собрать свой ПК из различных комплектующих. Это было одним из основных преимуществ x86-компьютеров, благодаря которым они и завоевали рынок. Модульность присуща стационарным ПК по сегодняшний день, и это очень удобно.

Архитектура ARM

ARM изначально ориентировалась на принципиально другую архитектуру — RISC (от англ. Reduced Instruction Set Computer — «компьютер с сокращённым набором инструкций»). Это заложено в самом названии ARM (Advanced RISC Machine — «усовершенствованная RISC-машина»). Идея состоит в том, чтобы максимально упростить выполняемые процессором команды. Исследователи, изучая CISC-процессоры, заметили, что большинство приложений использует только часть поддерживаемых устройством команд. В результате некоторые сегменты процессора работают вхолостую.

RISC-архитектура содержала только наборы простых команд, которые могли полностью использоваться всеми приложениями. Так что процессор работал эффективнее. При той же производительности, что и CISC-устройства, RISC-процессор получился компактнее и энергоэкономичнее. Правда, возрастал объём приложений. Но прогресс в производстве памяти и накопителей сделал этот недостаток RISC-систем второстепенным.

Маленькие, мощные и экономичные процессоры ARM понравились производителям мобильных гаджетов. Компактным устройствам модульная конструкция не нужна — в них всё слишком мелкое, чтобы рядовой пользователь мог сам что-то собрать. Поэтому ARM быстро начали обрастать периферией — чипами памяти, графики и звука, модулями беспроводных сетей, GSM, GPS... Получился чип SoC (System on Chip — «система на кристалле») — сердце любого современного гаджета.

Можно собрать всё то же в виде модульной конструкции на основе x86-процессора. Но результат получится куда более громоздким, и энергии он будет потреблять в несколько раз больше.

В чём плюсы ARM для ноутбуков

В ноутбуках принцип модульности реализован по минимуму. Можно поменять разве что оперативную память и накопитель. И то не всегда — выходит всё больше моделей, в которых оперативка распаяна на материнской плате. А вот размеры, вес и энергоэффективность для начинки устройства очень важны. Поэтому лэптоп с SoC на основе процессора ARM выглядит куда более логичным решением, чем с х86. При той же производительности ноутбук был бы легче, компактнее и дольше работал бы от батареи. Но всё не так просто.

Какие минусы у ARM для ноутбуков

Архитектура ARM выглядит идеальной для лэптопов, но ряд недостатков платформы не позволяют просто начать штамповать такие устройства.

Поддержка ПО

Ноутбуки чаще берут для работы, и совместимость с миром «больших» ПК становится определяющей. Пользователю необходимо, чтобы на лэптопе запускались те же приложения, что и на остальных компьютерах. Также нужна возможность полноценного редактирования всех рабочих документов как на ноутбуке, так и на стационарном ПК. Здесь и возникает первое препятствие для ARM на ноутбуках: основная масса программ работает только на х86.

Аналоги популярных приложений для ARM есть, но они часто уступают по функциональности. Нередки и проблемы совместимости файлов. А многие специализированные программы просто нечем заменить на мобильных устройствах. Так что ARM-ноутбук сразу теряет немалую часть потенциальных покупателей.

Поддержка периферии

Для ПК существует огромное количество сторонней периферии: веб-камеры, принтеры, МФУ, внешние звуковые карты, устройства видеозахвата и различные накопители. Многие из них для полноценного использования требуют установки драйвера — специального приложения, служащего мостом между компьютером и операционной системой. Драйвер обычно пишет производитель устройства, и для каждой ОС нужен свой. И очень часто компании ограничиваются только актуальными версиями Windows и macOS для х86. Так что многие внешние устройства хоть и можно подключить к ARM-гаджету по USB, но работать они не будут — нет драйвера.

Быстродействие

В теории ARM-процессор при меньших размерах и энергопотреблении способен обеспечить ту же производительность, что и x86. Но в реальных повседневных задачах тот же ноутбук будет соображать медленнее, поскольку многие решения в нём заточены под х86 и работают через эмулятор. Это многократно снижает скорость выполнения всех задач.

К тому же ARM-процессоров, сравнимых по цене и производительности с массовыми чипами AMD и Intel, до недавнего времени и вовсе не было. Ситуация начала меняться с выходом Snapdragon X от Qualcomm. Компания утверждает, что новые чипы работают быстрее ноутбучных флагманов x86. И многочисленные тесты это подтверждают. 

Почему Microsoft не оставляет попыток выпустить систему для ARM-ноутбуков

Продвигаемая корпорацией в последнее время платформа Windows on ARM — далеко не первая попытка Редмондского гиганта развивать альтернативный сегмент ПК. И если бы в одночасье удалось портировать все приложения для х86 на ARM, такие устройства стали бы весьма востребованы. Но печальный опыт уже был.

Попытка 1: Windows CE

На волне успеха Windows 95 компания выпустила внешне очень похожую систему для гаджетов —Windows CE, которая с версией 2.0 в 1998-м получила поддержку ARM. Предполагалось, что эта ОС будет совместима с Windows 95 на уровне WinAPI. Это значит, что разработчики ПО могли бы легко перевыпустить продукт для Windows CE, просто скомпилировав готовый код под новую платформу. Поначалу это действительно так и работало, что обеспечило Windows CE популярность. Но чем дальше, тем с совместимостью становилось хуже.

Подразделение Microsoft, отвечавшее за Windows CE, просто не успевало угнаться за новыми технологиями, определяющими разработку программ для настольных ПК. Новые приложения для Windows CE перестали появляться, и интерес пользователей к системе угас. Кроме того, в Windows CE изначально была плохая поддержка мультимедийных функций и отсутствовал доступ в интернет. Когда эти недостатки устранили, было уже поздно.

Попытка 2: Windows RT

Windows RT появилась в 2012 году и внешне выглядела один в один как новая Windows 8. Но работала она на ARM-процессоре Tegra 3. Производительность была приемлемая — планшеты Surface с Tegra 3 не уступали устройствам с х86-процессором Intel Atom. Вот только если с Atom можно было запускать любое привычное приложение, то под Windows RT работали только программы из магазина Windows. Выбор в нём и сейчас не балует разнообразием, а тогда не вызывал ничего, кроме разочарования.

При этом Surface с Tegra 3 стоил примерно столько же, сколько и планшет с Windows 8 на Intel. Владельцы Windows RT получали бесплатный предустановленный Office 2013, но этого пользователям было мало. Новинка не выстрелила. Причина та же, что привела к закату Windows CE, — отсутствие рабочих приложений, к которым привыкли владельцы ПК.

Попытка 3: Windows on ARM

Windows on ARM — система не новая. Первые гаджеты с ней появились ещё в 2018 году на Snapdragon 835. Установленная на них Windows on ARM была полноценным аналогом Windows 10. На ней запускались и работали все приложения для х86. Вот только сравнение даже с бюджетными ноутбуками на чипах Celeron выходило совсем не в пользу ARM-процессоров.

По чистой производительности Snapdragon 835 превосходит Celeron почти вдвое. Но на реальных задачах с использованием популярных приложений Celeron оказывался на 60–400% быстрее, поскольку он не нагружается дополнительной прослойкой в виде эмулятора. И с учётом не самого шустрого процессора результаты оказались обескураживающими. Всё шло к тому, что и третья попытка Microsoft успехом не увенчается, но недавно компания снова напомнила всем о Windows on ARM.

Почему на этот раз Microsoft уверена в успехе

Во-первых, на рынок вышел самый мощный на сегодняшний день ARM-процессор Snapdragon X Elite. По чистой производительности он соревнуется уже не с Celeron, а с флагманами Intel Core.

Во-вторых, сильное отставание в реальных задачах проявляется на Windows on ARM только при запуске х86-приложений поверх эмулятора. Нативные программы, написанные для Windows on ARM, работают в несколько раз быстрее. И на этот раз Microsoft заручилась поддержкой множества производителей ПО.

В-третьих, компания создала новый эмулятор для х86-приложений — Prism. Утверждается, что он работает вдвое быстрее предыдущего. С учётом выросшей производительности процессора даже сторонние х86-приложения уже не должны сильно тормозить.

Кто поддержит Windows on ARM

Поддержку Windows on ARM анонсировали как разработчики ПО, так и производители ноутбуков.

Производители ноутбуков

На сегодняшний день о выпуске ноутбуков с процессором Snapdragon X Elite/Plus под Windows on ARM объявили шесть известных производителей: Acer, ASUS, Dell, HP, Lenovo и Samsung.

Некоторые бренды выпустят сразу по 2–3 модели с этими процессорами. Заявка серьёзная, и можно в скором времени ожидать, что к гигантам рынка присоединятся и производители поменьше.

Разработчики ПО

О выпуске нативных приложений для Windows on ARM заявили Adobe, Blackmagic Design и ByteDance. Обещана полная поддержка приложений Photoshop, Lightroom, Firefly, Express, Illustrator, Premiere Pro, DaVinci Resolve Studio, CapCut — и всё с использованием новых ИИ-функций Copilot+ PC.

Не забывает Microsoft и о любителях игр. На сайте WorksOnWoa.com перечислено уже более тысячи тайтлов под Windows on ARM.

Каковы перспективы у Windows on ARM

Пока выглядит так, будто Microsoft действительно учла опыт предыдущих ошибок и не собирается вновь наступать на те же грабли. Нетребовательные к ресурсам х86-приложения будут работать под новым эмулятором. Программы Adobe и Microsoft Office закрывают потребности многих пользователей в обработке данных, графики и видео. Из незакрытых потребностей остаются приложения для проектирования и 3D-моделирования. Microsoft не помешало бы договориться с Autodesk, чтобы под Windows on ARM полноценно работали AutoCAD и 3Ds Max. Но уже и в текущей ситуации для многих переход с х86 на ARM может пройти безболезненно и практически незаметно.

Приведёт ли всё это к распространению ARM-ноутбуков? Зависит от того, насколько полно обещания станут реальностью. Пока что многие возможности Copilot+ PC и Windows on ARM только анонсированы. Будут ли нативные приложения полноценными аналогами программ для х86? Действительно ли новый эмулятор настолько хорош? Все ли утилиты для х86 будут без проблем запускаться на Windows on ARM? До получения ответов на эти вопросы говорить об успехе новой системы рановато. 

Если Microsoft всё же не подведёт со своими обещаниями, то в ближайшем будущем ARM может стать серьёзным конкурентом х86 в ноутбучном сегменте. Рост популярности ARM-ноутбуков неминуемо приведёт к снижению их цены и ещё большему росту привлекательности гаджетов для покупателей. Так что в недалёкой перспективе ARM может выдавить x86 с лэптопов. 

Грозит ли это стационарным ПК? Здесь у ARM нет преимуществ, способных побудить крупных игроков рынка ПО вложить немалые средства для перехода на новую архитектуру. Всё корпоративное ПО работает на х86, и никаких изменений в ближайшем будущем не предвидится. Перспективы ARM для игровых ПК тоже весьма туманны. Можно ожидать появления моноблоков и недорогих «офисных» сборок на процессорах ARM, но не более того. Основной рынок ПК и комплектующих к ним по-прежнему будет ориентирован на х86.