لپ‌تاپ‌های مبتنی بر آرم (ARM) روز به روز در حال محبوب‌تر شدن هستند و چالش‌هایی را برای سلطه طولانی مدت معماری x86 ایجاد کرده‌اند. با عملکرد و کارایی بهینه‌تری که این پردازنده‌ها به ارمغان می‌آورند، آیا این امکان وجود دارد که ARM به استاندارد جدیدی برای لپ‌تاپ‌ها تبدیل شود؟ در ادامه با ما در دیجی رو همراه باشید تا عواملی را که می‌توانند موجب چنین تحولی شوند، با هم مرور کنیم.
تحول معماری ARM در لپ‌تاپ‌ها
پردازنده‌های ARM از نظر بهره‌وری انرژی و عملکردی که به ازای هر وات انرژی ارائه می‌کنند، نسبت به معماری x86 وضعیت بهتری دارند و به همین دلیل از ابتدا بر بازار موبایل تسلط داشته و یکه‌تازی کرده‌اند. از سوی دیگر، معماری x86 به دلیل عملکرد بهتر و قدرتمندتری که در رایانه‌های رومیزی و لپ‌تاپ‌ها دارد، بازار این دستگاه‌ها را تسخیر کرده است.
این روند با اقدام جسورانه اپل در معرفی تراشه‌های مبتنی بر ARM به نام M1 در سال 2020 تغییر کرد و تحولی بزرگ در بازار لپ‌تاپ‌ها ایجاد شد. از آن زمان، شرکت‌های فناوری بزرگ به طور فعال سعی کرده‌اند با این پیشرفت همگام شوند.
با این حال، ARM هنوز با چالش‌های زیادی روبه‌رو است. تراشه‌های سری M اپل از نظر عملکرد پردازنده به ازای هر وات انرژی، با پردازنده‌های اینتل و AMD رقابت نزدیکی دارند و حتی در برخی بخش‌ها از آن‌ها پیشی گرفته‌اند. با این وجود، از نظر توان کلی و تعداد هسته‌ها و سرعت کلاک، معماری x86 همچنان برتری دارد.
یکی دیگر از چالش‌ها، سازگاری نرم‌افزارهاست. بسیاری از برنامه‌های رایانه‌ای امروزی برای معماری x86 طراحی شده‌اند، به این معنی که لپ‌تاپ‌های مبتنی بر ARM یا باید به برنامه‌های بومی ARM تکیه کنند یا از شبیه‌سازی برای اجرای برنامه‌های x86 استفاده کنند که می‌تواند بر عملکرد تاثیر منفی بگذارد.
برای پر کردن این شکاف‌ها، بیایید ببینیم چه تلاش‌هایی در حال انجام است که می‌تواند به سلطه ARM در بازار لپ‌تاپ‌ها منجر شود.
نوآوری‌های سخت‌افزاری که ARM را به جلو می‌برند
قدرت پردازشی کم، مهمترین نکته در مورد معماری ARM بود که آن را به حوزه دستگاه‌های موبایل محدود کرده بود. اما با اثبات قابلیت‌های پردازشی ARM توسط اپل، بسیاری از غول‌های فناوری دید جدی‌تری به این فناوری جدید پیدا کرده‌اند. در ادامه به برخی از تلاش‌های مرتبط با سخت‌افزار توسط این شرکت‌ها که باعث رقابت لپ‌تاپ‌های مبتنی بر ARM با x86 شده‌اند، می‌پردازیم.
اپل
اپل با تراشه‌های سیلیکونی خود انقلابی در بازار لپ‌تاپ‌ها ایجاد کرد و آن را به دو دسته لپ‌تاپ‌های ARM و x86 تقسیم کرد. نسخه اولیه M1 توانست به راحتی با بهترین محصولات اینتل و AMD رقابت کند، و این در حالی است که تراشه M3 که به مراتب بهبود یافته‌تر است، 50 درصد سریع‌تر از تراشه M1 است.
تراشه‌های سری M اپل با استفاده از طراحی SoC (سیستم روی تراشه)، ترکیبی منحصر به فرد از عملکرد بالا و مصرف انرژی پایین را ارائه می‌دهند. این طراحی شامل پردازنده مرکزی (CPU)، پردازنده گرافیکی (GPU)، موتور عصبی و سایر اجزا در یک تراشه است.
کنترل اپل بر هر دو بخش سخت‌افزار و نرم‌افزار، به این شرکت اجازه داد ویژگی‌های عمیقاً یکپارچه‌ای مانند بیداری سریع، سازگاری با برنامه‌های iOS و سیستم مدیریت حرارتی پیشرو در صنعت را ایجاد کند. با توجه به قرارداد اپل با ARM که تا سال 2040 ادامه دارد، می‌توان به جرأت گفت که فناوری ARM آینده مک‌بوک‌های اپل است.
مایکروسافت
مایکروسافت با همکاری کوالکام، سری «سرفیس پرو ایکس» را با تراشه‌های مایکروسافت SQ1 و SQ2 عرضه کرد. این تراشه‌ها فلسفه طراحی مشابهی با تراشه‌های سیلیکونی اپل دارند.
علیرغم چالش‌های اولیه در سازگاری و عملکرد، اخیراً گزارش شده است که مایکروسافت در حال توسعه تراشه اختصاصی خود برای ویندوز است. این تلاش‌ها با معرفی Project Volterra که پلتفرمی برای توسعه‌دهندگان به منظور ساخت و تست نرم‌افزارهای مبتنی بر ARM است، تقویت شده‌اند.
کوالکام
سری اسنپدراگون 8cx کوالکام، زمینه را برای ظهور و گسترش لپ‌تاپ‌های ویندوزی مبتنی بر ARM فراهم کردند. در واقع، تراشه‌های مایکروسافت SQ1 و SQ2 نیز نسخه‌های سفارشی شده این سری هستند. اگر چه این تراشه‌ها نتوانستند به قدرت تراشه‌های سیلیکونی اپل برسند، اما به تولیدکنندگان امکان ساخت لپ‌تاپ‌های مبتنی بر ARM را دادند تا دیگر تنها به x86 محدود و وابسته نباشند.
با این حال، پیشرفت مهم‌تر، تراشه «اسنپدراگون ایکس الیت» آینده است که بر اساس معماری 4 نانومتری ساخته شده است. این تراشه‌ها بسیار امیدبخش هستند و حتی ممکن است بتوانند با تراشه‌های سیلیکونی اپل رقابت کنند. علاوه بر قدرت کافی برای مقابله با پردازنده‌های x86، این تراشه‌ها دارای ویژگی‌های پیشرفته‌ای مانند مودم فایو جی داخلی و واحد پردازش عصبی (NPU) با قدرت پردازش 45 تاپس در اجرای هوش مصنوعی هستند.
بیشتر بخوانید:
- اسنپدراگون ایکس الیت بازی‌های ویندوز را به راحتی اجرا خواهد کرد!
- آرم (ARM) چه فرقی با x86-64 دارد و کدام نوع سیستم را باید بخریم؟
مشارکت دیگر شرکت‌های فناوری
بسیاری از تولیدکنندگان مانند سامسونگ، ایسوس، لنوو، اچ پی و دل لپ‌تاپ‌های مبتنی بر ARM را عرضه کرده‌اند و از بهره‌گیری از این فناوری در لپ‌تاپ‌ها حمایت می‌کنند. هر چند تأیید نشده، اما شایعاتی نیز وجود دارد که برخی از آن‌ها در حال ساخت تراشه‌های سفارشی خود برای لپ‌تاپ‌ها هستند.
به عنوان مثال، گفته می‌شود سامسونگ در حال توسعه تراشه‌ای از سری اگزینوس برای لپ‌تاپ‌های ویندوزی مبتنی بر ARM است.
بهبودهای نرم‌افزاری که اکوسیستم ARM را تقویت می‌کنند
نرم‌افزارهایی که برای اجرا در معماری x86 توسعه یافته‌اند، به طور ذاتی با سیستم‌های ARM سازگار نیستند. به دلیل تسلط طولانی مدت x86 در بازار رایانه‌های دسکتاپ و لپ‌تاپ، بیشتر توسعه‌دهندگان نرم‌افزار برنامه‌های خود را منحصراً برای x86 طراحی کرده‌اند.
برای اجرای یک برنامه در ARM، یا باید آن برنامه برای ARM مجدداً کامپایل شود یا نیاز به شبیه‌سازی برای تبدیل همزمان دارد. در همین زمینه، بد نیست در ادامه ببینیم چه اقداماتی برای اجرای نرم‌افزارهای x86 بر روی ARM در حال انجام است.
اپل
هنگامی که اپل با تراشه‌های سری M1 خود به طور کامل به سمت فناوری ARM حرکت کرد، تلاش‌های زیادی انجام داد تا اطمینان حاصل کند که بیشتر برنامه‌ها بدون مشکل روی ARM اجرا می‌شوند.
Rosetta 2 نقش مهمی در این انتقال داشت. این ابزار ترجمه باینری دینامیک (یعنی شبیه‌ساز) می‌تواند برنامه‌های x86 را به طور همزمان به معماری ARM تبدیل کند. البته این فرآیند بر عملکرد تأثیر منفی می‌گذارد و بر اساس تست‌های بنچمارک، به طور متوسط 15 درصد کاهش عملکرد (و تا 40 درصد در برنامه‌های سنگین) مشاهده شده است.
علاوه بر این، اپل تمام نرم‌افزارهای خود را برای اجرا بر روی هر دو معماری x86 و ARM کامپایل کرده است، از جمله Photos، Keynote، Final Cut Pro، Logic Pro و غیره. همچنین با معرفی Universal Apps، ارائه کیت Developer Transition و به‌روزرسانی راهنماهای App Store، توسعه‌دهندگان شخص ثالث را به کامپایل برنامه‌ها برای هر دو معماری تشویق کرده است.
این تلاش‌های اپل، انتقال به ARM را برای کاربران و توسعه‌دهندگان بسیار آسان‌تر کرده است.
مایکروسافت
مایکروسافت سعی کردی خیلی سریع ویندوز را برای ARM معرفی کند و به لپ‌تاپ‌های مبتنی بر ARM یک سیستم عامل قابل اعتماد ارائه کند. متأسفانه، به دلیل مشکلات عملکردی و محدودیت‌های سازگاری برنامه‌ها، این تلاش به خوبی پیش نرفت و حتی با وجود شبیه‌سازی x64، عملکرد مطلوبی ارائه نشد.
خوشبختانه، آینده با معرفی Prism که شبیه‌ساز جدید مایکروسافت است، بسیار امیدوارکننده به نظر می‌رسد. انتظار می‌رود این شبیه‌ساز عملکردی به خوبی Rosetta 2 داشته باشد. با این حال، برای دسترسی عمومی به این شبیه‌ساز باید تا انتشار به‌روزرسانی 24H2 ویندوز 11 صبر کنیم.
مایکروسافت همچنین بسیاری از برنامه‌های خود، از جمله مجموعه آفیس، Teams و مرورگر اج را برای اجرا بر روی سیستم‌های ARM آماده کرده است.
ادوبی
ادوبی نیز نسخه‌های ARM بیشتر برنامه‌های خود را زمانی که اپل تراشه‌های سیلیکونی خود را معرفی کرد، به سرعت در دسترس قرار داد. در حال حاضر تقریباً تمام برنامه‌های ادوبی نسخه ARM برای مک او اس دارند که از جمله آن‌ها می‌توان به Photoshop، Lightroom، Illustrator، InDesign، After Effects و غیره اشاره کرد. همچنین، بسیاری از آن‌ها بر روی رایانه‌های کوپایلت پلاس مایکروسافت نیز در دسترس هستند.
نکته مهم این است که این برنامه‌ها نه تنها برای ARM کامپایل شده‌اند، بلکه به طور کامل برای استفاده از قابلیت‌های مک‌بوک‌های مجهز به تراشه اختصاصی اپل بهینه‌سازی شده‌اند.
کنونیکال
شرکت کنونیکال (Canonical) هم که مسئولیت توسعه اوبونتو را بر عهده دارد، به شدت از ARM حمایت می‌کند. این شرکت تلاش کرده تا اطمینان حاصل شود اوبونتو به خوبی روی معماری ARM کار می‌کند. اگر کسی بخواهد از لینوکس روی لپ‌تاپ ARM استفاده کند، اوبونتو یک گزینه قابل اعتماد است که به خوبی نیز پشتیبانی می‌شود.
علاوه بر این، فرمت بسته‌های Snap نیز به یک معماری خاص وابسته نیست. این بدان معناست که توسعه‌دهندگان می‌توانند به راحتی برنامه‌های خود را توزیع کرده و آن‌ها را به‌روزرسانی کنند بدون اینکه نگران انتشار نسخه‌های جداگانه آن‌ها باشند.
آیا ARM واقعاً می‌تواند بازار لپ‌تاپ‌ها را تسخیر کند؟
غول‌های فناوری به طور فزاینده‌ای از لپ‌تاپ‌های ARM حمایت می‌کنند، اما این به معنای پایان کار معماری x86 نیست. تمرکز ARM بر ارائه عملکرد قوی با بهره‌وری انرژی بالا است که برای اکثر کاربران معمولی جذاب است. با این حال، حرفه‌ای‌هایی که به نرم‌افزارهای خاص x86 وابسته‌اند، گیمرها و افرادی که به محاسبات با عملکرد بالا نیاز دارند، ممکن است ARM را هنوز به عنوان یک جایگزین مناسب قبول نداشته باشند.
پردازنده‌های x86 اینتل و AMD همچنان در زمینه قدرت خام پیشتاز هستند. به ویژه در محیط‌های سازمانی و اداری که سازگاری و پشتیبانی نرم‌افزاری اهمیت بالایی دارد، اهمیت این فناوری دو چندان است. ARM باید سهم قابل توجهی از بازار را به دست آورد تا توسعه‌دهندگان مجاب شوند نرم‌افزارهای خود را به طور مستمر برای هر دو معماری کامپایل کنند، به ویژه برای لپ‌تاپ‌های ویندوز که تنوع سخت‌افزاری بالایی دارند.
با توجه به بهره‌وری انرژی بسیار خوب ARM، احتمالاً این معماری در دسته‌های خاصی مانند لپ‌تاپ‌های فوق باریک تسلط پیدا خواهد کرد. با این حال، انتظار می‌رود هر دو معماری فعلاً به هم‌زیستی در کنار یکدیگر ادامه دهند و نیازهای اقشار متفاوتی را پوشش دهند. به طور کلی، ARM هنوز در ابتدای راه است و سعی در کسب سهم کافی از بازار دارد تا به یک گزینه مهم و تأثیرگذار در خرید و فروش لپ‌تاپ تبدیل شود.
