هرآنچه باید درباره ویندوز برای معماری Arm بدانید

اگرچه اکثر کامپیوترهای ویندوزی از پردازنده‌های x86 استفاده می‌کنند، اما در بازار محصولاتی هم هستند که به پردازنده‌های مبتنی بر معماری Arm مجهز شده‌اند. مایکروسافت در اواخر 2017 ویندوز 10 مخصوص معماری Arm را عرضه کرد تا تجربه استفاده از سیستم عاملش را از طریق پردازنده‌های مبتنی بر آرم هم در اختیار کاربران قرار دهد. در حالی که بیشتر با معماری Arm در دنیای گوشی‌های هوشمند سروکار داریم، در سال‌های اخیر پای این معماری به دنیای کامپیوترهای ویندوزی و مک‌ها هم باز شده تا اینتل و AMD با یک تهدید بزرگ مواجه شوند. در این مطلب شما را بطور کامل با ویندوز برای معماری Arm آشنا می‌کنیم.

اپل با معرفی تراشه مبتنی بر معماری Arm اپل سیلیکون M1 برای مک‌‌ها، نشان داد که با این معماری هم می‌توان عملکردی مشابه پردازنده‌های x86 اما با مصرف انرژی کمتر ارائه کرد. در کنار مک‌ها، تعداد محصولات ویندوزی مجهز به پردازنده‌های Arm هم در بازار افزایش پیدا کرده، هرچند هنوز لپ‌تاپ‌های ویندوزی بطور گسترده به این معماری مهاجرت نکرده‌اند و اینتل و AMD با پردازنده‌های x86 دست بالا را در این بازار دارند. اما آیا با عرضه پردازنده‌های جدید و بیشتر مبتنی بر معماری Arm برای ویندوز، سهم اینتل و AMD در بازار کاهش می‌یابد و پردازنده‌های آرم در بازار لپ‌تاپ‌های ویندوزی غالب می‌شوند؟

ویندوز برای معماری Arm به چه معناست؟

ویندوز روی معماری آرم به چه معناست؟ در جواب این سوال باید بطور مختصر بگوییم که با نسخه‌ای از سیستم عامل ویندوز مایکروسافت روبه‌رو هستیم که روی کامپیوترهای مجهز به پردازنده‌های Arm و نه CPUهای x86 شرکت‌های اینتل و AMD اجرا می‌شود. این پلتفرم با ویندوز 10 برای تبلت‌ها و لپ‌تاپ‌ها شروع به کار و حالا شاهد چنین موضوعی برای جدیدترین نسخه سیستم عامل مایکروسافت یعنی ویندوز 11 هم هستیم.

محصولات مجهز به پردازنده‌های Arm طبق وعده‌ها، مزیت‌هایی نسبت به سیستم‌های سنتی مبتنی بر معماری x86 دارند که برای مثال می‌توان به شارژدهی بسیار بالاتر (بیش از یک روز)، ارتباط مداوم به اینترنت از طریق شبکه‌های 4G و 5G، بوت فوق‌العاده سریع و همچنین پشتیبانی سخت افزاری از ویژگی‌های امنیتی مانند Windows Hello. با وجود چنین مواردی، این پلتفرم کمبودهایی هم دارد که برای مثال می‌توان به عدم پشتیبانی از بازی‌ها، مشکلات درایور و همچنین شبیه‌سازهایی که نمی‌توانند تمام نیازهای کاربران را برطرف کنند، اشاره کرد.

در حال حاضر تمام محصولات مجهز به ویندوز Arm از پردازنده‌های اسنپدراگون کوالکام بهره می‌برند

در حال حاضر کوالکام تنها تولیدکننده تراشه برای ویندوز مخصوص Arm است و با چیپ‌های اسنپدراگون 8c ،7c و همچنین 8cx روبه‌و هستیم که توسط تولیدکنندگان مختلفی مورد استفاده قرار می‌گیرند. در این میان با پردازنده‌های مایکروسافت SQ1 و SQ2 برای سرفیس پرو ایکس هم روبه‌رو هستیم که در حقیقت نسخه بهبودیافته اسنپدراگون 8cx محسوب می‌شوند.

طبق گزارشی که چند وقت پیش منتشر شد، کوالکام برای توسعه تراشه‌های مخصوص ویندوز Arm با مایکروسافت قرارداد انحصاری دارد. بنابراین اگر همین امروز تصمیم به خرید محصولی با این نسخه از ویندوز بگیرید، این دستگاه به یکی از پردازنده‌های کوالکام مجهز شده است. البته این قرارداد انحصاری در سال جاری میلادی به پایان می‌رسد و کم‌کم سایر کمپانی‌ها مانند سامسونگ هم وارد چنین بازی می‌شوند و با پردازنده‌های متنوع‌تری روبه‌رو خواهیم شد.

ویندوز Arm در مقابل ویندوز x86

زمانی که نوبت به تجربه استفاده از ویندوز می‌رسد، ویندوز آرم عملکردی یکسانی با ویندوز 10 و ویندوز 11 عادی دارد و خوشبختانه با چیزی مشابه ویندوز RT در سال‌های دور روبه‌رو نیستیم. ویندوز RT نسخه‌ای از ویندوز 8 با عملکردی محدود بود که برای پلتفرم مبتنی بر معماری Arm پورت شده بود و اکوسیستم اپ بسیار ضعیفی داشت.

با ویندوز آرم شما می‌توانید بطور مجازی تمام اپ‌های مورد علاقه‌تان را اجرا کنید. اگرچه با افزایش تعداد برنامه‌های مناسب این پلتفرم روبه‌رو هستیم، اما شبیه‌سازهای 32 و 64 بیتی امکان اجرای برنامه‌های استاندارد روی محصولات مجهز به پردازنده‌های Arm را مشابه کامپیوترهای عادی فراهم می‌کند. در این مطلب نگاهی به شبیه‌سازی برنامه‌ها روی چنین محصولاتی خواهیم داشت.

عملکرد ویندوز آرم مشابه ویندوز مبتنی بر x86 است و با سیستم عاملی مشابه ویندوز RT روبه‌رو نیستیم

اگر تجربه نرم افزاری این نسخه‌ها از سیستم عامل مایکروسافت یکسان است، چرا ردموندی‌ها نسخه جدیدی از ویندوز را توسعه‌ داده‌اند تا امکان مهاجرت از x86 به معماری Arm وجود داشته باشد؟ این کار دلایل خوبی دارد که نگاهی به آن‌ها داریم.

یکی از مزیت‌های اصلی چنین رویکردی، مصرف انرژی بالای تراشه‌های x86/x64 توسعه یافته توسط شرکت‌های اینتل و AMD است. با مهاجرت به سمت معماری آرم، نه تنها با شارژدهی بالاتر باتری روبه‌رو می‌شویم، بلکه می‌توان محصولات باریک‌تر، سبک‌تر و بدون فن هم تولید کرد.

پردازنده‌های مبتنی بر معماری Arm می‌توانند عملکرد مناسبی را در ازای مصرف انرژی از خودشان نشان دهند. برای مثال چیپ M1 اپل می‌تواند از نظر عملکرد با پردازنده‌های میان‌رده اینتل به خوبی رقابت کند، در حالی که انرژی بسیار کمتری نسبت به آن‌ها مصرف می‌کند. تا به امروز هسته‌های Cortex شرکت Arm نتوانسته‌اند به چنین عملکردی دست پیدا کنند، بنابراین نباید منتظر عملکردی مشابه مک‌بوک‌های مجهز به تراشه‌های اپل سیلیکون در محصولات دارای ویندوز مخصوص Arm باشیم. با این حال، کوالکام با خرید شرکت طراحی پردازنده Nuvia می‌خواهد تراشه‌های قدرتمند مبتنی بر معماری Arm برای ویندوز بسازد که این چیپ‌ها سال 2023 برای رقابت با تراشه‌های سری M اپل از راه می‌رسند.

اما حرکت به سمت معماری آرم تنها درباره قدرت CPU نیست و موارد دیگری هم در آن نقش دارند که برای مثال می‌توان به فاصله طولانی میان پردازنده‌های سنتی و تراشه‌های آرم به عنوان پلتفرم‌های گسترده‌تر اشاره کرد. برای مثال در SoCهای کوالکام با پردازشگر گرافیکی، مودم، یادگیری ماشینی، پردازشگر تصویر، سنسور هاب و فناوری‌های امنیتی روبه‌رو هستیم. اپل هم چنین ویژگی‌هایی را در پردازنده‌های سری M1 قرار داده است.

در مقابل با پردازنده‌های سنتی x86 روبه‌رو هستیم که قابلیت‌های کمتری دارند. برای مثال در پردازنده‌های اینتل تنها با گرافیک مجتمع و چندین قابلیت امنیتی روبه‌رو هستیم. این پردازنده‌ها بیش از اینکه یک رویکرد همه جانبه مشابه معماری آرم داشته باشند، روی عملکرد سنتی تمرکز کرده‌اند. بنابراین چیپست‌های اینتل و AMD برای اینکه قابلیت‌های گسترده‌ای داشته باشند مانند پشتیبانی از شبکه 5G، به قطعات خارجی نیاز دارند.

به بیان ساده‌تر، تراشه‌های مبتنی بر معماری Arm به قابلیت‌های متنوعی مجهز شده‌اند و تمام آن‌ها را از طریق یک SoC در اختیار کاربران قرار می‌دهند و تنها با موضوع عملکرد و بهره‌وری انرژی روبه‌رو نیستیم.

شبیه‌ساز در مقابل اپ‌های بومی

برنامه‌ها و قابلیت‌های هسته ویندوز مانند منوی استارت یا فایل اکسپلورر برای اجرای بومی روی تراشه‌های آرم کامپایل شده‌اند تا بهترین عملکرد را از خودشان نشان دهند. بنابراین این اجزا بطور مستقیم و بدون نیاز به ترجمه، شبیه‌سازی یا هر لایه واسط دیگری روی پردازنده اجرا می‌شوند و عملکردی مشابه پردازنده‌های x86 دارند. در کنار اپ‌های مایکروسافت، برنامه‌های شخص ثالث هم می‌توانند بطور بومی روی این پلتفرم اجرا شوند که برای مثال می‌توان به فایرفاکس، فتوشاپ، نتفلیکس، VLC و زوم اشاره کرد. تعداد برنامه‌ها در حال افزایش است.

با معرفی ویندوز 11 و پشتیبانی بهبودیافته 64 بیتی که در ادامه نگاه بیشتری به آن داریم، مایکروسافت حالا دو راه برای کمک به توسعه‌دهندگان جهت ساخت اپ برای پلتفرم‌هایش دارد. اولین راه، کاملا بومی (ARM64 ABI) است و تمام Codebase برای آرم کامپایل می‌شود. دومی تا حدودی بومی (ARM64EC ABI) است که بخشی از کد برای آرم نوشته شده‌اند، در حالی که بخشی دیگر در حال حاضر روی Arm کار نمی‌کنند و به شبیه‌ساز نیاز دارند. روش دوم برای این به وجود آمده که به توسعه‌دهندگان در مهاجرت به معماری Arm و بهبود عملکرد اپ‌هایشان کمک کند، حتی اگر برخی کتابخانه‌ها به صورت بومی روی این تراشه‌ها اجرا نشوند.

در حالی که ترجیح می‌دهیم بیشتر برنامه‌ها به صورت بومی روی دستگاه‌ها اجرا شوند، اما شبیه‌ساز یکی از کلیدهای موفقیت ویندوز روی آرم محسوب می‌شود که البته چنین موضوعی برای مک‌های مجهز به تراشه‌های M1 هم صادق است. کاربران می‌خواهند تمام برنامه‌های مدنظرشان را روی دستگاه‌ها اجرا کنند، حتی برنامه‌هایی که برای پشتیبانی بومی از معماری Arm بروزرسانی دریافت نمی‌کنند. اینجاست که شبیه‌ساز وارد عمل می‌شود و برای مثال یک برنامه x86 را به معماری پردازنده دیگری تبدیل می‌کند. البته این موضوع یک قربانی هم دارد که آن کمی کاهش عملکرد است.

ویندوز 10 برای آرم شبیه‌سازی برای اجرای اپ‌های 32 بیتی x86 داشت اما نمی‌توانست برنامه‌های 64 بیتی را اجرا کند. اما در سیستم عامل جدید مایکروسافت، امکان اجرای برنامه‌های غیربومی 64 بیتی x86-x64 هم وجود دارد که باعث گسترش چشمگیر برنامه‌ها برای این پلتفرم می‌شود.

در ابتدا ردموندی‌ها به دنبال افزودن شبیه‌ساز 64 بیتی به ویندوز 10 بودند، اما تصمیم گرفتند که آن را به ویندوز 11 بیاورند. اگرچه شاید در نگاه اول چنین چیزی نگران‌کننده به نظر برسد، اما در نهایت تمام دستگاه‌های ویندوز مجهز به پردازنده‌های آرم به ویندوز ۱۱ آپدیت می‌شوند و می‌توانند از اپ‌های 64 بیتی هم پشتیبانی کنند، البته نباید روی چنین موضوعی برای دستگاه‌های مجهز به کوالکام اسنپدراگون 835 حساب باز کرد.

مایکروسافت کاربران را به نصب اپ از فروشگاه خودش تشویق می‌کند تا به طور خودکار بتواند بهترین نسخه، بومی یا شبیه‌سازی شده را برای دستگاه‌تان انتخاب کند. با این حال همچنان می‌توان از محل‌های دیگری برای سیستم‌تان برنامه دانلود کنید.

باید از ویندوز Arm استفاده کنیم؟

ویندوز مخصوص Arm چندین مزیت دارد، اما برای تمام فعالیت‌ها کاربردی نیست، حداقل در حال حاضر. زمانی که می‌خواهید به سراغ چنین سیستم‌هایی بروید، باید مزایا و معایبش را بررسی کنید. برای مثال اجرای تمام بازی‌های پایه و قدیمی روی این محصولات هنوز ممکن نیست. بخاطر شبیه‌ساز و عدم قدرت گرافیکی بالا، باید قید بازی‌های باکیفیت یا همان AAA را هم بزنید. همچنین اگر به دنبال انجام کارهای سنگین مانند استفاده از برنامه‌های CAD هستید هم چنین سیستم‌هایی مناسبتان نیستند. در حقیقت اگر به دنبال انجام کارهای سنگین با سیستم‌تان هستید، به سراغ پردازنده‌های مبتنی بر Arm نروید.

در مقابل اگر بجای قدرت بالا، به دنبال حمل راحت هستید، به سراغ این محصولات بروید. این محصولات مناسب فعالیت‌های سبک مانند ویرایش اسناد اداری و وبگردی هستند و شارژدهی بالایی را در اختیار کاربران قرار می‌دهند. علاوه بر این، می‌توان به شبکه ارتباطی 4G و 5G دست پیدا کرد و همچنین از وزن و ضخامت کم چنین دستگاه‌هایی بهره برد.

محصولات مجهز به ویندوز آرم

در حال حاضر اکوسیستم ویندوز Arm بسیار کوچک است و محصولات کمی با پردازنده‌های آرم در بازار به فروش می‌رسند که شامل موارد زیر می‌شوند:

• مایکروسافت سرفیس پرو ایکس
• سامسونگ گلکسی بوک اس
• سامسونگ گلکسی بوک گو
• ایسر اسپین 7
• اچ‌پی Elite Folio 2in 1
• اچ‌پی لپ‌تاپ 14

برخی مدل‌ها مانند هواوی میت‌بوک E 2019، لنوو فلکس 5G، لنوو میکس 630 و لنوو یوگا C630 دستگاه‌هایی هستند که دیگر تولید نمی‌شوند.

سوالات رایج درباره ویندوز Arm