Последно време започна да се появява все повече информация, че големите играчи на компютърния пазар отново започват да обръщат сериозно внимание на ARM процесорите.

Така например, Microsoft създаде на практика пълноценна ОС Windows 10 за ARM процесори и съвсем скоро на пазара ще излязат таблети с Windows, базирани на ARM. Появиха се и слухове, че Apple към 2020 година ще премине към използването на само свои фирмени процесори с ARM архитектура. Но редица авторитетни издания, като например TomsHardware, TechSpot и още много други считат, че няма нищо ново под слънцето. Опити за отказване от х86 архитектурата са правени и преди, и знаем до какво доведоха. Нека помислим, какъв е шансът ситуацията да се повтори.


Опитите за отказване от х86 архитектурата

Да се пренесем мислено в 1996 година. Тогава на пазара бяха ясно определени два основни конкурента: Microsoft с Windows 95 и Apple с Mac OS 7 (позната и като System 7). И за да завземе колкото се може повече пазарен дял, всеки се опитваше да измисли нещо оригинално. Apple представи своя таблет Newton. Въпреки че това устройство се провали заради отвратително работещото ръкописно въвеждане на информацията, за времето си продуктът бе изключително иновативен. И се използваше ARM процесор.

Microsoft хареса тази идея, но реши да тръгне по свой път – нека с хардуера се занимават външните производители, а корпорацията ще се занимава със софтуера. Така се появи Windows CE, оцеляла чак до 2013 година – цели 17 години.

Идеята е ясна: всичко трябва да изглежда като във Windows, да работи максимално близо до Windows, да се стартират Win32 API програми, но да се поддържат процесори с архитектура, различна от х86. Отлична идея, но нейната реализация не бе много добра. Въпреки че CE 1.0 и 2.0 наистина много приличаха на Windows 95, тяхната функционалност бе значително по-ниска: имаше проблеми с обмена на данни с другите устройства, нямаше поддръжка на мултимедийни функции, и най-главното – тази ОС не се хареса на разработчиците и софтуерът за нея бе нищожен. В същото време на пазара се предлагаше Palm OS, работеща по-бързо и която бе интуитивно по-разбираема, имаше много повече софтуер и по-добра функционалност – като резултат, продажбите на CE устройства бяха незначителни. През 2000 година Microsoft се опита да оправи нещата, предлагайки версията CE 3.0, с интернет възможности и възпроизвеждане на MP3 и видеа, но моментът вече бе изтърван.

Microsoft окончателно погреба Windows CE за таблети, когато през 2002 година представи Windows XP Tablet Edition. Всъщност, това е обикновена Windows XP, но с екранна клавиатура и оптимизация за сензорни екрани и стилус. Ясно е, че устройствата с нея са си обикновени таблети с х86 процесори, поддържащи всичкия софтуер на XP. Това бе счетено за първата победа на х86 процесорите.

Да се прехвърлим 4 години напред към 2006 година. По това време стана ясно, че ерата на едноядрените процесори е към края си. AMD вече имаше двуядрени чипове, a Intel подготвяше двуядрените Core 2 Duo. А какво ставаше през това време в Mac света? Там нещата бяха зле: през 90-те години Apple заложи не на х86 процесорите, а на чипове с архитектура PowerPC, създадена от IBM. За времето си тези процесори бяха ако не по-добри, то поне наравно с решенията на Intel. И тук в играта се намеси AMD и стартира надпреварата за високи тактови честоти. Тактовата честота на процесорите започна да расте почти двойно на всеки две години и в крайна сметка към 2004 година честотите на процесорите достигнаха съвсем съвременните 3 GHz. А PowerPC нямаше как да постигне това по две причини: твърде „дебел“ технологичен процес и нежеланието на IBM да се отказва от старите си проекти. По този начин честотите на PowerPC G5 бяха на ниво 2 GHz, а производителността на Pentium 4 с 3 GHz бе двойно по-висока.

Apple бързо разбра, че IBM потъва в това отношение и моментално премина към използването на процесори на Intel. Но тук всеки ще се запита – а какво стана с програмите? Тези две архитектури са коренно различни и потребителите с Mac компютри, използващи процесори на Intel, би трябвало да останат без софтуер. Отговорът е лесен: създаден бе емулатор, който даваше възможност на процесорите на Intel да стартират софтуера на IBM. А като се има предвид, че Core 2 Duo на места бе от 2 до 4 пъти по-бърз, дори и през емулатор, програмите често пъти работеха по-бързо, отколкото при използването на оригиналната архитектура. Крайните потребители не забелязаха никаква разлика и дори бяха доволни от ръста на производителността. Само след година всички програми бяха оптимизирани за х86, а след още една година Apple премахна емулатора на PowerPC. Това може да се счита за втората победа на х86.

Да преминем в съвсем близкото минало – 2012 година: Microsoft представя две нови операционни системи – Windows 8 и Windows RT. Първата я знаем всички: x86-64 архитектура, леко променен интерфейс. Втората ОС бе много по-интересна: на външен вид бе като Windows 8 и дори имаше предварително инсталиран Office 2013. Но първото устройство с тази ОС бе таблетът Surface, работещ с ARM процесора Tegra 3. Това изглежда познато. Изглежда, историята със CE се повтори. Много потребители поискаха да пробват новата ОС, както и новия таблет на Microsoft.

Уви, това бе едно голямо разочарование. Въпреки че системата използваше ядрото на Windows 8, възможността за инсталиране на програми бе твърдо ограничена от магазина на Windows, където 90% от програмите и досега изглеждат така, сякаш са писани от ученици по време на междучасието. Този проблем не бе чак толкова голям, стига Microsoft да продаваше таблета на цената на популярните нетбуци. В подобен случай можеше да се използва като пишеща машина с интернет връзка. Но цената на Surface бе на нивото на таблетите с Windows 8 с процесори Intel Atom. Всъщност, производителността на Atom бе на нивото на Tegra 3 в Surface, но това е пълноценна операционна система, в която може да се инсталира всякакъв софтуер. В крайна сметка продажбите на Surface с Windows NT се оказаха крайно ниски. Въпреки че след година Microsoft обнови тази ОС до Windows 8.1 RT и представи на пазара нелошия таблет Lumia 2520, това не спаси ситуацията и тази ОС до излизането на Windows 10 не бе обновявана. Таблетите с х86 архитектура отново победиха.

Какво се получава? За 20 години бяха направени два опита за преминаване от х86 към други архитектури и един опит за преминаване от друга архитектура към х86. Първите два опита тотално се провалиха, а третият бе удачен. Сега Microsoft прави още един опит да обедини ОС Windows с ARM архитектурата. Дали ще се получи?

Пълноценната операционна система Windows 10 за ARM процесори

През 2017 година се появиха първите слухове, че Microsoft подготвя пълноценна Windows 10 за ARM процесори. В края на 2017 излязоха първите тестови версии на тази ОС, а в началото на 2018 бяха показани няколко таблета с нея. Отстрани всичко изглежда много добре: Snapdragon 835, 4 GB оперативна памет или повече, 128 GB флаш-диск или повече. Съвсем адекватен хардуер.

Няма как да не обърнем внимание на избора на процесора: още през 2012 година Microsoft можеше да стартира Windows на решенията на Nvidia – процесорите Tegra. Най-новата версия Tegra X1 показва великолепни резултати в Nintendo Switch, а и графичния ускорител в този чип е на практика обикновената видеокарта Nvidia серия 9хх, но с понижени честоти и по-малко CUDA ядра. Този избор би решил проблема със съвместимостта на графиката. Нямаше да се налага да се пишат нови драйвери за графичния ускорител Adreno, интегриран в ARM процесорите Snapdragon. От друга страна, тези ARM процесори имат интегриран модем, а таблетите са мобилни устройства, които ще се използват извън сградите. Именно тази възможност натежа повече и Microsoft избра Snapdragon.

Но да не се отвличаме. Конфигурацията, описвана дотук, струва около $1000 (таблетът HP Envy x2). Веднага възниква въпросът, струва ли си? Все пак за $900 може да се закупи таблета Surface Pro 4 с процесор Intel Core m3, също с пасивно охлаждане.

Нека да разгледаме тестовете за производителност. Да започнем с PCMark 8, в който се емулират реални потребителски задачи.

Виждаме един оглушителен провал – дори и простичкият Celeron се оказва с 60% по-бърз. А решенията с Core m3 са цели 2,5 пъти по-бързи.

За да стане разбираема разликата, да отбележим, че таблетът с мобилния Celeron започва да се замисля при отварянето на два раздела с 1080р видео на YouTube. А ако се тегли нещо или вървят обновявания, използването на системата става съвсем некомфортно. А сега си представете процесор, който е с една трета по-бавен. Непрекъснато ще има проблеми с производителността. Още повече, че при обработката на фотографии, същият Celeron работи 4 пъти по-бързо.

Единствените тестове, в които Snapdragon е на същото ниво, като Celeron и дори е по-добър, е при вградените в операционната система приложения, компилирани за ARM архитектурата.

Графичната производителност всъщност не е лоша:

В популярния тест Futuremark Cloud Gate, Adreno 540 изпреварва интегрираната в Celeron графика с 10%. Но изоставането от Core m3 е почти двойно.

Да обърнем внимание и на времето на автономна работа. По време на презентацията бе обещана 20 часа автономна работа. В този случай, производителността ще мине на втори план. Но няма чудо – при сърфиране с Chrome (почти никой не приема Edge сериозно), времето на автономна работа е 10 часа – с 1,5 часа повече отколкото при Dell с пълноценен процесор:

Получава се, че идеята е много добра, но цената от $1000 е висока.

И защо производителността е така зле? По принцип Snapdragon 835 с ОС Android на практика е навсякъде двойно по-бърз от същия Celeron. Отговорът е ясен – емулацията, и това е единственият начин да се накара х86 програма да работи на ARM процесор. Това труден процес, забавящ процесора повече от два пъти.

При прехода от PowerPC към х86 нямаше проблеми с емулацията, понеже х86 процесорите бяха съществено по-мощни. Но производителността на ARM чиповете реално не достига дори и до нивото на 2-ядрените Intel Core, а емулацията само задълбочава проблема със скоростта на работа.

Има и един друг важен момент. ARM процесорите не поддържат редица необходими за програмите процесорни инструкции: няма я поддръжката на AVX, FMA и последните версии на SSE. Това ограничава софтуера и рязко намалява производителността на програмите, в които тези инструкции се използват.

Последният от всички тези проблеми е глобален. Windows 10 за ARM процесори поддържа единствено драйвери, съвместими с ARM64. С други думи, ако Microsoft не е включил поддръжката на необходимото устройство, а неговият производител не си е направи труда да напише драйвер за ARM архитектурите, то няма да можете да го използвате. В резултат от това различните флаш стикове и дискове ще работят, но модемите, принтерите, камерите и един куп други устройства ще имат проблем.

Могат ли да бъдат решени тези проблеми? Разбира се, необходимо е „само“ пренаписването на софтуера конкретно за ARM архитектурата. Това е вече познато – по време на презентацията на Windows RT, Microsoft спомена нещо подобно. Само че повечето програмисти и разработчици добре се посмяха на тази идея и забравиха тази ОС. Причината е съвсем банална: икономически е съвсем неизгодно да се „прекопае“ огромно количество сорс код и понякога програмата да се напише от нулата. И защо? Заради две-три устройства, на които тази програма може и изобщо да не бъде пусната. Все пак, възможно е Chrome да бъде пренаписан, но един Photoshop например, така и ще бъде стартиран в режим на емулация.

Как да бъде решен този проблем? Apple избра лесния начин: изведнъж прехвърли всичките си свои устройства от PowerPC към х86. В този случай разработчиците нямаха никакъв избор, освен да започнат да пишат софтуер за новата архитектура. Но Microsoft очевидно няма да се откаже от поддръжката на х86, най-малкото заради по-ниската производителност на сегашните ARM процесори. Проблемите изглеждат нерешими, но кой знае, може да се появи някакъв много бърз ARM процесор и да промени всичко.

Ще успее ли Apple към 2020 година да представи на пазара лаптоп с ARM процесор?

Microsoft вече е донякъде ясен, да обърнем внимание на Apple, който според слуховете, към 2020 година ще анонсира собствен бърз ARM процесор. Но по всичко личи, че ще бъде повторена грешката на Microsoft – основаната маса с MacBook и iMac ще си остане с процесорите на Intel, а разработчиците неохотно ще портват своя софтуер към ARM – това няма да им донесе печалби и няма да искат да се занимават с подобно нещо. Отново ще трябва да се използва емулация и ще има загуба в производителността. Единственият начин е, отново всичко да бъде прехвърлено към нова архитектура. Това звучи доста фантастично. Apple ще трябва да създаде ARM чип, който да бъде поне двойно по-бърз от 18-ядрените мощни процесори на Intel при същата разсейвана топлина.

За всяка архитектура различни устройства

Големите компании отново се опитват да се откажат от х86 архитектурата. Според наличната към днешен ден информация, това едва ли ще се получи.

А може би има нещо, което не знаем. Може би в момента се разработват ARM процесори от съвсем нов тип, с по-висока производителност от чиповете на AMD и Intel. Но засега е ясно: за смартфоните и тънките таблети е най-подходяща ARM, а за лаптопите и десктоп компютрите – x86-64.


Коментирайте статията в нашите Форуми. За да научите първи най-важното, харесайте страницата ни във Facebook или изтеглете приложението на Kaldata.com за Android, iOS и Huawei!

Абонирай се
Извести ме за
guest
9 Коментара
стари
нови
Отзиви
Всички коментари