هل يمكن لـ ARM في النهاية استبدال بنية وحدة المعالجة المركزية x86 في أجهزة الكمبيوتر المحمولة؟

تكتسب أجهزة الكمبيوتر المحمولة المستندة إلى ARM قوة جذب، مما يتحدى هيمنة x86 طويلة الأمد. مع التحسينات في الأداء والكفاءة، هل يمكن أن يصبح ARM هو المعيار الجديد لأجهزة الكمبيوتر المحمولة؟ دعونا نستكشف العوامل الدافعة وراء هذا التحول.

تطور بنية ARM في أجهزة الكمبيوتر المحمولة

تتفوق معالجات ARM في كفاءة الطاقة والأداء لكل واط مقارنة بمعالج x86، ولهذا السبب هيمنت على سوق الأجهزة المحمولة منذ بدايتها. من ناحية أخرى، سيطر x86 على سوق أجهزة الكمبيوتر المحمول/الكمبيوتر الشخصي نظرًا للأداء الأفضل المتوقع من هذه الأجهزة.

تغير كل ذلك عندما اتخذت شركة آبل خطوة جريئة من خلال طرح شرائح M1 المبنية على معمارية ARM في عام 2020، مما تسبب في تحول كبير في سوق أجهزة الكمبيوتر المحمول. ومنذ ذلك الحين، تعمل شركات التكنولوجيا الكبرى بنشاط لمواكبة هذا الاختراق.

ومع ذلك، لا يزال لدى ARM العديد من العقبات التي يجب التغلب عليها. تتنافس شرائح M من Apple بشكل وثيق مع معالجات Intel وAMD من حيث أداء وحدة المعالجة المركزية لكل واط، بل وتتفوق عليها في بعض المهام. ومع ذلك، عندما يتعلق الأمر بالطاقة الإجمالية باستخدام عدد أكبر من النوى وسرعة الساعة، فإن x86 يتفوق عليها.

يعد توافق البرامج تحديًا آخر. تم تصميم معظم تطبيقات الكمبيوتر اليوم لبنية x86. وهذا يعني أن أجهزة الكمبيوتر المحمولة المستندة إلى ARM يجب أن تعتمد إما على تطبيقات ARM الأصلية أو تستخدم المحاكاة لتشغيل تطبيقات x86، مما قد يؤثر على الأداء.

لسد هذه الفجوات، دعونا نرى ما هي الجهود المبذولة والتي يمكن أن تؤدي إلى هيمنة ARM على أجهزة الكمبيوتر المحمولة.

ابتكارات الأجهزة التي تدفع ARM إلى الأمام

كانت قوة المعالجة هي المشكلة الرئيسية في بنية ARM، مما أجبرها على التركيز على الأجهزة المحمولة. ومع إثبات شركة Apple لقدرات معالجة ARM، اتبعها العديد من عمالقة التكنولوجيا. دعونا نرى ما هي الجهود المتعلقة بالأجهزة التي يبذلها عمالقة التكنولوجيا والتي تسمح لأجهزة الكمبيوتر المحمولة المستندة إلى ARM بالتنافس مع x86.

تفاحة

أحدثت شركة Apple برقائقها السيليكونية ثورة في سوق أجهزة الكمبيوتر المحمول وقسمته إلى أجهزة كمبيوتر محمولة من نوع ARM وx86. تحدت شريحة M1 الأولية أفضل العروض المقدمة من Intel/AMD، في حين أن شريحة M3 المحسنة أكثر قوة بشكل ملحوظ، مع كفاءة نوى أسرع بنسبة 50% مقارنة بشريحة M1.

توفر هذه الرقائق مزيجًا فريدًا من الأداء العالي والاستهلاك المنخفض للطاقة باستخدام تصميم SoC (النظام الموجود على الشريحة). يتضمن وحدة المعالجة المركزية ووحدة معالجة الرسومات والمحرك العصبي ومكونات أخرى على شريحة واحدة.

كما سمح التحكم في كل من البرامج والأجهزة لشركة Apple بإنشاء ميزات متكاملة للغاية مثل التنبيه الفوري، والتوافق مع تطبيقات iOS، ونظام إدارة حراري رائد في الصناعة. من الآمن افتراض أن ARM هي مستقبل أجهزة Apple Macbooks، خاصة بالنظر إلى أن اتفاقهم مع ARM يمتد إلى ما بعد عام 2040.

مايكروسوفت

بالتعاون مع شركة كوالكوم، أطلقت مايكروسوفت سلسلة Surface Pro X، المدعومة بشرائح Microsoft SQ1 وSQ2. تشترك هذه الرقائق في فلسفة تصميم SoC مماثلة مع Apple silicon.

على الرغم من تحديات التوافق والأداء المبكرة، تفيد التقارير أن Microsoft تعمل على تطوير شريحة SoC مخصصة خصيصًا لنظام التشغيل Windows. وقد تم تعزيز هذه المبادرة من خلال تقديم مشروع فولتيرا، وهو عبارة عن منصة تمكن المطورين من إنشاء واختبار البرامج المستندة إلى ARM.

كوالكوم

سلسلة Snapdragon 8cx المستندة إلى Qualcomm ARM هي التي تعمل على تشغيل معظم أجهزة الكمبيوتر المحمولة ARM التي تعمل بنظام Windows. إن شرائح Microsoft SQ1 وSQ2 هي أيضًا إصدارات مخصصة منها. حتى لو لم تتمكن من التغلب على Apple silicon، فقد منحت الشركات المصنعة شريحة ARM لأجهزة الكمبيوتر المحمولة ليس فقط للاعتماد على x86.

ومع ذلك، فإن التقدم الأكثر أهمية هو Snapdragon X Elite القادم المبني على معمارية 4nm SoC. تبدو هذه الرقائق واعدة جدًا ويمكنها حتى منافسة رقائق السيليكون الخاصة بشركة Apple. إلى جانب القدرة على التنافس وجهاً لوجه مع معالجات x86، فهو يتميز أيضًا بميزات متقدمة مثل 5G المدمج ووحدة NPU مع أداء 45 TOPS AI.

مساهمة شركات التكنولوجيا الأخرى

أطلقت العديد من الشركات المصنعة مثل Samsung وASUS وLenovo وHP وDell أجهزة كمبيوتر محمولة تعتمد على ARM، وتدعم ARM على أجهزة الكمبيوتر المحمولة. على الرغم من عدم تأكيد ذلك، إلا أن هناك أيضًا شائعات تفيد بأن البعض يعمل على إنشاء نظام SoC خاص بهم لأجهزة الكمبيوتر المحمولة.

على سبيل المثال، يشاع أن سامسونج تعمل على تطوير شريحة تعتمد على Exynos لنظام التشغيل Windows على أجهزة الكمبيوتر المحمولة ARM.

تحسينات البرامج تعمل على تشغيل نظام ARM البيئي

البرامج التي تم تجميعها لبنية x86 غير متوافقة أصلاً مع أنظمة ARM. تاريخيًا، كان x86 هو الهيكل السائد في سوق أجهزة الكمبيوتر المكتبية/المحمولة، مما دفع معظم مطوري البرامج إلى تصميم برامجهم حصريًا لـ x86.

لذا، لتشغيل برنامج في ARM، فإنه إما يحتاج إلى إعادة ترجمته إلى ARM أو يحتاج إلى مضاهاة للتحويل أثناء التنقل. دعونا نرى ما يتم فعله حاليًا للسماح بتشغيل برنامج x86 على ARM.

تفاحة

عندما قامت شركة Apple بالتبديل الكامل إلى ARM من x86 باستخدام شرائح M1، بذلت أيضًا الكثير من الجهود لضمان تشغيل معظم التطبيقات بشكل لا تشوبه شائبة على ARM.

لعبت روزيتا 2 دورًا حاسمًا في جعل عملية الانتقال سلسة. إنها أداة ترجمة ثنائية ديناميكية (أي محاكي) يمكنها تحويل تطبيقات x86 إلى بنية ARM بسرعة. وبالطبع أثر ذلك على الأداء. وتشير المعايير إلى انخفاض متوسطه بنسبة 15% (يصل إلى 40% للمهام المعقدة).

علاوة على ذلك، أعادت Apple تجميع جميع برامجها لتعمل على كل من x86 وARM، بما في ذلك Photos وKeynote وFinal Cut Pro وLogic Pro وما إلى ذلك. كما شجعت مطوري الطرف الثالث على تجميع التطبيقات لكل من x86 وARM من خلال تقديم Universal Apps، مجموعة أدوات انتقال المطورين، وتحديث إرشادات متجر التطبيقات، وما إلى ذلك.

كل هذا جعل الانتقال إلى ARM سلسًا للمستخدمين والمطورين.

مايكروسوفت

لم تأخذ Microsoft الوقت الكافي لتقديم Windows على ARM، مما يوفر لأجهزة الكمبيوتر المحمولة ARM نظام تشغيل موثوقًا. لسوء الحظ، لم تسير الأمور على ما يرام بسبب مشاكل في الأداء ومحدودية توافق التطبيقات. حتى مع x64 Emulation، لم يقدم أداءً موثوقًا.

ولحسن الحظ، يبدو المستقبل أفضل بكثير مع بريزم؛ أحدث محاكي مايكروسوفت. ومن المتوقع أن يقدم أداء أفضل بكثير؛ بنفس جودة Rosetta 2. ومع ذلك، لا يزال هناك انتظار بسيط، حيث سيصبح متاحًا للعامة مع تحديث Windows 11 24H2.

قامت Microsoft أيضًا بتحويل العديد من تطبيقاتها لتعمل على أنظمة ARM، بما في ذلك Office Suite وTeams وEdge.

أدوبي

أتاحت شركة Adobe إصدارات ARM لمعظم مجموعة Creative Suite في وقت مبكر جدًا عندما أعلنت شركة Apple عن شرائح السيليكون. حاليًا، تحتوي جميع تطبيقاتها تقريبًا على إصدار ARM لنظام التشغيل macOS، بما في ذلك Photoshop وLightroom وIllustrator وInDesign وAfter Effects وما إلى ذلك. ويتوفر العديد منها أيضًا على أجهزة كمبيوتر Microsoft Copilot+.

والأفضل من ذلك كله، أنه لم تتم إعادة تجميعها لتناسب ARM فحسب، بل تم تحسينها أيضًا لتحقيق الاستفادة الكاملة من أجهزة Macbook من Apple silicon.

الكنسي

تقوم Canonical، الشركة التي تقف وراء Ubuntu، بالترويج بقوة لـ ARM. لقد ضمنت أن Ubuntu يعمل بسلاسة على بنية ARM. إذا كان أي شخص يريد Linux على جهاز كمبيوتر محمول يعمل بنظام ARM، فإن Ubuntu يعد خيارًا موثوقًا به بفضل الدعم القوي.

علاوة على ذلك، لا يعتمد تنسيق Snap Packages أيضًا على بنية محددة. وهذا يعني أنه يمكن للمطورين توزيع تطبيقاتهم وتحديثها بسهولة دون الحاجة إلى القلق بشأن إدراجها بشكل منفصل.

هل تستطيع ARM السيطرة حقًا على سوق أجهزة الكمبيوتر المحمول؟

يدعم عمالقة التكنولوجيا بشكل متزايد أجهزة الكمبيوتر المحمولة ARM، ولكن هذا لا يشير إلى نهاية بنية x86.

ينصب تركيز ARM على تقديم أداء قوي مع كفاءة في استخدام الطاقة، وهو ما يجذب معظم المستخدمين العاديين. ومع ذلك، فإن المحترفين الذين يعتمدون على برامج x86 معينة، ومجتمع الألعاب، وأولئك الذين يحتاجون إلى حوسبة عالية الأداء قد لا يجدون ARM بديلاً مناسبًا حتى الآن.

لا تزال وحدات المعالجة المركزية x86 من Intel وAMD تتصدر الطاقة الأولية، خاصة في بيئات المؤسسات حيث يعد التوافق ودعم البرامج أمرًا بالغ الأهمية. يجب أن تحصل ARM على حصة سوقية كبيرة قبل أن يقوم المطورون بتجميع تطبيقاتهم باستمرار لكلا البنيتين، خاصة لأجهزة الكمبيوتر المحمولة التي تعمل بنظام Windows حيث تختلف الأجهزة بشكل كبير.

ونظرًا لقوة ARM في كفاءة الطاقة، فمن المحتمل أن تهيمن على فئات محددة مثل أجهزة الكمبيوتر المحمولة فائقة الصغر. ومع ذلك، من المتوقع أن تتعايش كلا البنيتين معًا، مما يخدم حالات استخدام مختلفة. هناك شيء واحد مؤكد، وهو أن ARM تستعد للحصول على حصة سوقية كافية لتصبح أحد الاعتبارات الرئيسية عند شراء الكمبيوتر المحمول التالي.

حقوق الصورة: فريبيك

كرار غارق في التكنولوجيا ويعبث دائمًا بفرص التكنولوجيا الجديدة. لديه عادة سيئة في وصف التكنولوجيا بأنها “قاتلة”، ولا يشعر بالسوء حيال قضاء الكثير من الوقت أمام الكمبيوتر. إذا لم يكن يكتب عن التكنولوجيا، فستجده يقضي وقتًا ممتعًا مع عائلته الصغيرة.