À quoi servent les ordinateurs portables ARM et pourquoi Microsoft parie sur eux.

À quoi servent les ordinateurs portables ARM et pourquoi Microsoft parie sur eux

C’est la troisième tentative de l’entreprise, et elle a toutes les chances de réussir.

Qu'est-ce qu'un ordinateur portable ARM

La plupart des ordinateurs modernes exécutant macOS, Windows et Linux fonctionnent sur des processeurs x86. Le nom vient des noms des premiers processeurs Intel de cette architecture, terminés en 86 (8086, 80186, 80286, 80386, etc.). Un grand nombre d'applications informatiques ont été créées pour x86.

Mais sur les smartphones et les tablettes, tout est différent. Ils utilisent des processeurs d'architecture ARM développés par ARM Limited. Un ordinateur portable doté d'un tel processeur est appelé ordinateur portable ARM.

Architecture ARM et x86 dans les ordinateurs portables
Image : Microsoft

Examinons les deux options plus en détail pour trouver les différences entre ARM et x86.

architecture x86

Les premiers processeurs x86 sont des représentants typiques de l'architecture CISC (de l'anglais Complex Instruction Set Computer - « un ordinateur avec un ensemble complexe d'instructions »). À chaque génération, la prise en charge d'un nouvel ensemble de commandes élémentaires a été ajoutée au processeur. Grâce à cela, les applications sont devenues plus compactes - après tout, l'action qui était auparavant effectuée par une douzaine de commandes était effectuée dans le nouveau processeur par une seule. Les performances ont également augmenté : il était plus rapide d'exécuter une commande que dix. Mais la prise en charge matérielle d’un ensemble d’instructions de plus en plus important rend le processeur plus complexe et plus volumineux. Et la consommation d’électricité augmente.

Une autre caractéristique du x86 n'est pas liée à l'architecture du processeur, mais plutôt aux circonstances historiques. Il se trouve que les ordinateurs x86 ont une conception modulaire. L'utilisateur peut assembler son propre PC à partir de divers composants. C’était l’un des principaux avantages des ordinateurs x86, grâce auxquels ils ont conquis le marché. La modularité est encore aujourd'hui inhérente aux ordinateurs de bureau et elle est très pratique.

Architecture ARM

ARM s'est initialement concentré sur une architecture fondamentalement différente - RISC (de l'anglais réduit Instruction Set Computer - « ordinateur avec un ensemble d'instructions réduit »). Ceci est inhérent au nom même ARM (Advanced RISC Machine - « machine RISC avancée »). L’idée est de simplifier au maximum les instructions exécutées par le processeur. Les chercheurs étudiant les processeurs CISC ont remarqué que la plupart des applications n'utilisent qu'une partie des commandes prises en charge par l'appareil. En conséquence, certains segments du processeur sont inactifs.

L'architecture RISC ne contenait que des jeux d'instructions simples pouvant être pleinement utilisés par toutes les applications. Le processeur a donc fonctionné plus efficacement. Avec les mêmes performances que les appareils CISC, le processeur RISC est plus compact et économe en énergie. Certes, le volume des candidatures a augmenté. Mais les progrès dans la production de dispositifs de mémoire et de stockage ont rendu secondaire cet inconvénient des systèmes RISC.

Les fabricants de gadgets mobiles appréciaient les processeurs ARM petits, puissants et économiques. Les appareils compacts n'ont pas besoin d'une conception modulaire - tout y est trop petit pour que l'utilisateur moyen puisse assembler lui-même quelque chose. Par conséquent, ARM a rapidement commencé à acquérir des périphériques - puces de mémoire, graphiques et sons, modules de réseau sans fil, GSM, GPS... Le résultat a été une puce SoC (System on Chip) - le cœur de tout gadget moderne.

Vous pouvez tout de même assembler sous la forme d'une conception modulaire basée sur un processeur x86. Mais le résultat sera beaucoup plus fastidieux et consommera plusieurs fois plus d’énergie.

Quels sont les avantages d’ARM pour les ordinateurs portables ?

Dans les ordinateurs portables, le principe de modularité est mis en œuvre au minimum. Vous ne pouvez modifier que la RAM et le stockage. Et ce n'est pas toujours le cas - de plus en plus de modèles sortent dans lesquels la RAM est soudée à la carte mère. Mais la taille, le poids et l’efficacité énergétique du remplissage de l’appareil sont très importants. Par conséquent, un ordinateur portable doté d’un SoC basé sur un processeur ARM semble être une solution beaucoup plus logique qu’un ordinateur doté de x86. Avec les mêmes performances, l’ordinateur portable serait plus léger, plus compact et aurait une durée de vie de la batterie plus longue. Mais ce n'est pas si simple.

Quels sont les inconvénients d’ARM pour les ordinateurs portables ?

L'architecture ARM semble idéale pour les ordinateurs portables, mais un certain nombre de défauts de la plate-forme ne nous permettent pas de simplement commencer à produire de tels appareils.

Assistance logicielle

Les ordinateurs portables sont de plus en plus utilisés pour le travail, et la compatibilité avec le monde des « gros » PC devient déterminante. L'utilisateur doit exécuter les mêmes applications sur l'ordinateur portable que sur les autres ordinateurs. Vous devez également pouvoir modifier entièrement tous les documents de travail sur un ordinateur portable et sur un ordinateur de bureau. C'est là que surgit le premier obstacle pour ARM sur les ordinateurs portables : la plupart des programmes ne fonctionnent que sur x86.

Inconvénients des ordinateurs portables ARM : pas de programmes adaptés
Image : Asus

Il existe des analogues d'applications populaires pour ARM, mais leurs fonctionnalités sont souvent inférieures. Les problèmes de compatibilité des fichiers sont également courants. Et de nombreux programmes spécialisés ne peuvent tout simplement pas être remplacés sur les appareils mobiles. L'ordinateur portable ARM perd donc immédiatement une partie considérable des acheteurs potentiels.

Prise en charge des périphériques

Il existe un grand nombre de périphériques tiers pour PC : webcams, imprimantes, MFP, cartes son externes, périphériques de capture vidéo et divers périphériques de stockage. Pour une utilisation complète, beaucoup d'entre eux nécessitent l'installation d'un pilote - une application spéciale qui sert de pont entre l'ordinateur et le système d'exploitation. Le pilote est généralement écrit par le fabricant du périphérique et chaque système d'exploitation a besoin du sien. Et très souvent les entreprises se limitent aux seules dernières versions de Windows et macOS pour x86. Ainsi, bien que de nombreux périphériques externes puissent être connectés à un gadget ARM via USB, ils ne fonctionneront pas - il n'y a pas de pilote.

Performance

En théorie, un processeur ARM, avec une taille et une consommation d'énergie plus petites, peut offrir les mêmes performances qu'un x86. Mais dans les tâches quotidiennes réelles, le même ordinateur portable réfléchira plus lentement, car de nombreuses solutions qu'il contient sont conçues pour x86 et fonctionnent via un émulateur. Cela réduit considérablement la vitesse d'exécution de toutes les tâches.

De plus, jusqu'à récemment, il n'existait pas de processeurs ARM comparables en termes de prix et de performances aux puces AMD et Intel produites en série. La situation a commencé à changer avec la sortie du Snapdragon X de Qualcomm. La société affirme que les nouvelles puces sont plus rapides que les ordinateurs portables phares x86. Et de nombreux tests le confirment. 

Pourquoi Microsoft essaie toujours de publier un système pour les ordinateurs portables ARM

La plateforme Windows sur ARM récemment promue par l'entreprise n'est pas la première tentative du géant de Redmond de développer un segment PC alternatif. Et si toutes les applications x86 pouvaient être portées sur ARM du jour au lendemain, ces appareils deviendraient très demandés. Mais j'ai déjà vécu une triste expérience.

Tentative 1 : Windows CE

Windows CE - une tentative de créer un ordinateur portable sur ARM
Image : Microsoft

À la suite du succès de Windows 95, la société a lancé un système très similaire pour les gadgets, Windows CE, qui a reçu le support ARM avec la version 2.0 en 1998. Il était supposé que ce système d'exploitation serait compatible avec Windows 95 au niveau WinAPI. Cela signifie que les développeurs de logiciels pourraient facilement rééditer un produit pour Windows CE en compilant simplement le code final pour la nouvelle plate-forme. Au début, cela a réellement fonctionné, ce qui a rendu Windows CE populaire. Mais plus on avançait, plus la compatibilité se détériorait.

La division Windows CE de Microsoft ne pouvait tout simplement pas suivre le rythme des nouvelles technologies qui façonnent le développement de logiciels de bureau. De nouvelles applications pour Windows CE ont cessé d'apparaître et l'intérêt des utilisateurs pour le système s'est estompé. De plus, Windows CE ne prenait initialement que peu en charge les fonctions multimédia et manquait d'accès à Internet. Lorsque ces lacunes ont été éliminées, il était déjà trop tard.

Tentative 2 : Windows RT

Windows RT - une tentative de créer un ordinateur portable sur ARM
Image : Dell

Windows RT est apparu en 2012 et avait une apparence identique au nouveau Windows 8. Mais il fonctionnait sur le processeur Tegra 3 ARM. Les performances étaient acceptables - les tablettes Surface avec Tegra 3 n'étaient pas inférieures aux appareils dotés d'un processeur Intel Atom x86. Mais si vous pouviez exécuter n'importe quelle application familière avec Atom, alors seuls les programmes du Windows Store fonctionnaient sous Windows RT. Le choix, même maintenant, ne se livre pas à la variété, mais cela n'a causé que de la déception.

Dans le même temps, une Surface avec Tegra 3 coûte à peu près le même prix qu'une tablette avec Windows 8 sur Intel. Les propriétaires de Windows RT ont reçu Office 2013 préinstallé gratuitement, mais cela n'était pas suffisant pour les utilisateurs. La nouveauté n'a pas fait feu. La raison est la même qui a conduit au déclin de Windows CE : le manque d'applications professionnelles auxquelles les propriétaires de PC sont habitués.

Tentative 3 : Windows sur ARM

Windows sur ARM - une tentative de créer un ordinateur portable sur ARM
Image : Microsoft

Windows sur ARM n'est pas un nouveau système. Les premiers gadgets équipés de celui-ci sont apparus en 2018 sur le Snapdragon 835. Windows sur ARM installé sur eux était un analogue à part entière de Windows 10. Toutes les applications pour x86 ont été lancées et travaillées dessus. Mais la comparaison, même avec des ordinateurs portables économiques basés sur des puces Celeron, n'était pas du tout en faveur des processeurs ARM.

En termes de performances pures, le Snapdragon 835 est presque deux fois plus puissant que le Celeron. Mais sur des tâches réelles utilisant des applications populaires, Celeron était 60 à 400 % plus rapide, car il n'est pas chargé d'une couche supplémentaire sous la forme d'un émulateur. Et compte tenu du processeur pas très rapide, les résultats se sont avérés décourageants. Tout allait au point que la troisième tentative de Microsoft n'aboutirait pas, mais récemment, la société a de nouveau rappelé à tout le monde Windows sur ARM.

Pourquoi Microsoft est confiant dans le succès cette fois

Premièrement, le processeur ARM le plus puissant à ce jour, Snapdragon X Elite, est entré sur le marché. En termes de performances pures, il ne rivalise plus avec Celeron, mais avec les produits phares d'Intel Core.

En mode multithread, Snapdragon X Elite surpasse Intel Core Ultra 7 de 52 % en performances et de 60 % en efficacité énergétique
En mode multithread, Snapdragon X Elite surpasse Intel Core Ultra 7 de 52 % en performances et de 60 % en efficacité énergétique. Graphique : Qualcomm

Deuxièmement, un décalage important dans les tâches réelles apparaît sous Windows sur ARM uniquement lors de l'exécution d'applications x86 au-dessus de l'émulateur. Les programmes natifs écrits pour Windows sur ARM s'exécutent plusieurs fois plus rapidement. Et cette fois, Microsoft s’est assuré le soutien de nombreux éditeurs de logiciels.

Troisièmement, la société a créé un nouvel émulateur pour les applications x86 : Prism. On prétend qu'il fonctionne deux fois plus vite que le précédent. Compte tenu des performances accrues du processeur, même les applications x86 tierces ne devraient plus trop ralentir.

Qui prendra en charge Windows sur ARM

La prise en charge de Windows sur ARM a été annoncée à la fois par les développeurs de logiciels et les fabricants d'ordinateurs portables.

Fabricants d'ordinateurs portables

À ce jour, six fabricants renommés ont annoncé la sortie d'ordinateurs portables équipés du processeur Snapdragon X Elite/Plus pour Windows sur ARM : Acer, ASUS, Dell, HP, Lenovo et Samsung.

Acer Swift 14 AI, Asus Vivobook S15 OLED et Dell XPS 13 — ordinateurs portables avec ARM
Acer Swift 14 AI, Asus Vivobook S15 OLED et Dell XPS 13 avec Snapdragon X Elite

Certaines marques lanceront 2 à 3 modèles équipés de ces processeurs à la fois. L'application est sérieuse et on peut bientôt s'attendre à ce que les petits fabricants rejoignent les géants du marché.

Développeurs de logiciels

Adobe, Blackmagic Design et ByteDance ont annoncé la sortie d'applications natives pour Windows sur ARM. Une prise en charge complète de Photoshop, Lightroom, Firefly, Express, Illustrator, Premiere Pro, DaVinci Resolve Studio et CapCut est promise - le tout utilisant les nouvelles fonctions d'IA de Copilot+ PC.

Microsoft n'oublie pas les amateurs de jeux. Le site WorksOnWoa.com répertorie déjà plus d'un millier de titres pour Windows sur ARM.

Quelles sont les perspectives de Windows sur ARM

Jusqu'à présent, il semble que Microsoft ait réellement pris en compte l'expérience des erreurs précédentes et ne va pas refaire les mêmes erreurs. Les applications x86 gourmandes en ressources s'exécuteront sous le nouvel émulateur. Les programmes Adobe et Microsoft Office couvrent les besoins de nombreux utilisateurs en informatique, graphisme et vidéo. Les applications de conception et de modélisation 3D restent parmi les besoins non satisfaits. Cela ne ferait pas de mal à Microsoft de parvenir à un accord avec Autodesk afin qu'AutoCAD et 3Ds Max puissent fonctionner pleinement sous Windows sur ARM. Mais même dans la situation actuelle, pour beaucoup, la transition du x86 vers ARM peut être indolore et presque imperceptible.

Tout cela conduira-t-il à la diffusion des ordinateurs portables ARM ? Cela dépend de la mesure dans laquelle les promesses deviennent réalité. Pour l'instant, de nombreuses fonctionnalités de Copilot+ PC et Windows sur ARM viennent d'être annoncées. Les applications natives seront-elles des analogues à part entière des programmes pour x86 ? Le nouvel émulateur est-il vraiment si bon ? Tous les utilitaires pour x86 fonctionneront-ils sans problème sous Windows sur ARM ? Tant que ces questions n’auront pas été résolues, il est trop tôt pour parler du succès du nouveau système. 

Copilote+ PC
Image : Microsoft

Si Microsoft ne déçoit toujours pas avec ses promesses, ARM pourrait devenir dans un avenir proche un concurrent sérieux du x86 dans le segment des ordinateurs portables. La popularité croissante des ordinateurs portables ARM entraînera inévitablement une réduction de leurs prix et une augmentation encore plus grande de l'attractivité des gadgets pour les acheteurs. Ainsi, dans un avenir proche, ARM pourrait supprimer le x86 des ordinateurs portables. 

Est-ce que cela menace les PC de bureau ? Ici, ARM ne présente pas d'avantages qui pourraient inciter les grands acteurs du marché des logiciels à investir des fonds considérables pour passer à une nouvelle architecture. Tous les logiciels d'entreprise fonctionnent sur x86 et aucun changement n'est attendu dans un avenir proche. Les perspectives d’ARM pour les PC de jeu sont également très vagues. On peut s'attendre à l'apparition de monoblocs et d'assemblages « bureautiques » bon marché sur les processeurs ARM, mais rien de plus. Le principal marché des PC et de leurs composants continuera à se concentrer sur le x86.