حدود یک دهه پیش، اگر کسی می‌گفت پردازنده‌های موبایل روزی از پس اجرای بازی‌های تراز اولی مانند سایبرپانک ۲۰۷۷ برمی‌آیند، به او می‌خندیدم؛ اما امروز این تصور به واقعیت پیوسته است. بسیاری از چیزهایی که زمانی تصورناپذیر بودند، اکنون عادی شده‌اند؛ از جمله اینکه رایانه‌های مبتنی بر ARM به انتخابی پرطرفدار تبدیل شده‌اند.
رایانه‌های مبتنی بر ARM پدیدهٔ تازه‌ای نیستند، اما تا پیش از حرکت جدی اپل با تراشه‌های سری M، این معماری رقیبی جدی برای رایانه‌های شخصی رایج به شمار نمی‌رفت. از آن زمان، اوضاع پیوسته به سود ARM پیش رفته است؛ تا جایی که اکنون یک کاربر معمولی می‌تواند بدون نگرانی چندانی به خرید رایانه‌ای تازه با این معماری فکر کند.
این موفقیت شگفت‌آور نیست: ARM قدرتمند و کم‌مصرف است و هزینهٔ ساخت پایین‌تری دارد؛ بنابراین در روزگاری که بهای سخت‌افزار سر به فلک کشیده، برای کاربردهای معمول رایانهٔ شخصی گزینه‌ای مناسب به شمار می‌رود. بااین‌حال، رشد ARM بحثی داغ در جامعهٔ کاربران رایانه به راه انداخته است. بسیاری باور دارند که این معماری سرانجام جای x86 را می‌گیرد، اما با وجود محبوبیت روزافزون و بهره‌وری بیشتر ARM، برتری x86 حتی در آینده‌ای دور نیز از میان نخواهد رفت.
برتری ARM کجا معنا پیدا می‌کند؟
بهره‌وری؛ میدان پیروزی ARM
معماری مجموعه‌دستورهای ARM یا ISA از دستورهای ساده و هم‌اندازه‌ای بهره می‌برد که رمزگشایی آن‌ها برای تراشه کم‌هزینه‌تر از دستورهای x86 است. بااین‌حال، بخش عمدهٔ بهره‌وری ARM از این ویژگی سرچشمه نمی‌گیرد.
مهم‌ترین عامل، طراحی سامانه روی تراشه یا SoC است که چندین بخش را در یک مجموعه جای می‌دهد و پیچیدگی مادربرد، تأخیر و فضای موردنیاز را کاهش می‌دهد. CPU و GPU نیز به‌دلیل توان طراحی گرمایی یا TDP پایین‌تر، گرمای کمتری تولید می‌کنند و به خنک‌سازی کمتری نیاز دارند؛ ازاین‌رو حتی در سامانه‌ای بدون باتری بسیار بزرگ نیز می‌توان به ۱۰ تا ۲۰ ساعت شارژدهی دست یافت.
بنابراین ARM در یک زمینه بی‌چون‌وچرا بر x86 برتری دارد: بهره‌وری. همین ویژگی برای کارهای سبک‌تر مزیتی بزرگ به آن می‌بخشد و کارایی بیشتری به‌ازای هر وات فراهم می‌کند. به همین دلیل، در میان لپ‌تاپ‌های اقتصادی چندین مدل مبتنی بر ARM می‌بینیم که بهترین کارایی به‌ازای هر وات را ارائه می‌دهند.
با آنکه تراشه‌های ARM چند دهه است وجود دارند، نگرانی دربارهٔ توان پردازشی باعث شد بسیار دیر در بازار رایانه جای خود را باز کنند.
این تراشه‌ها تنها در سال‌های اخیر و به پشتوانهٔ پیشرفت‌های فراگیر صنعت توانمندتر شده‌اند؛ به‌ویژه تلاش اپل روی تراشه‌های سری M که کارایی ARM را چنان افزایش داده است که دیگر به گوشی‌ها و تبلت‌ها محدود نیست و از پس بارهای کاری رایانه‌های رومیزی نیز برمی‌آید.
سقف توان رایانه‌های رومیزی همچنان در اختیار x86 است
کارت گرافیک مجزا و قطعات تعویض‌پذیر، بیرون از چارچوب ARM
درست است که اپل با تراشه‌های سری M از نظر توان پردازشی کاری به‌ظاهر ناممکن انجام داده است. برای نمونه، تازه‌ترین M5 Pro هجده‌هسته‌ای در آزمون تک‌رشته‌ای حدود ۲۶ درصد سریع‌تر از Intel Core Ultra ۹ 275HX ظاهر می‌شود؛ البته این مقایسه به بازار لپ‌تاپ‌ها مربوط است.
هرچند می‌توان توان تراشه‌های ARM را افزایش داد، این تراشه‌ها هنوز در رایانه‌های رومیزی توان رقابت مستقیم با x86 را ندارند. طراحی یکپارچهٔ آن‌ها و حذف ساختار پیمانه‌ای در SoC باعث شده است هیچ تراشهٔ ARM از نظر توان GPU و امکان سفارشی‌سازی گرافیک در سطح رایانه‌های رومیزی به پای رقیبان نرسد.
تراشه‌های ARM ویژهٔ مصرف‌کنندگان عموماً برای دستگاه‌های کم‌مصرف ساخته می‌شوند.
حتی اگر تراشه‌های سری M اپل و RTX Spark آیندهٔ Nvidia بتوانند بارهای کاری سنگین و وظایف دشوار را مدیریت کنند، بهایشان بسیار بالاست. با هزینه‌ای کمتر می‌توان رایانه‌ای رومیزی با کارایی مشابه تهیه کرد و درعین‌حال آزادی انتخاب قطعات گوناگون و ارتقای آسان آن‌ها را نیز داشت.
همین طراحی SoC و تمرکز بر بهره‌وری سبب می‌شود این تراشه‌ها، به‌دلیل محدودیت توان و بسامد کاری پایین‌تر از x86، نتوانند بارهای سنگین و پردازنده‌محور را برای مدتی طولانی با همان توان ادامه دهند.
این محدودیت برای لپ‌تاپ‌ها پذیرفتنی است؛ اما کاربران رایانه‌های رومیزی معمولاً تمایلی ندارند هزینهٔ زیادی برای یک SoC بپردازند. یکی از مزیت‌های اصلی رایانهٔ رومیزی، امکان ارتقای آن است؛ حال آنکه با چنین سامانه‌ای برای ارتقا ناچار خواهند بود کل رایانه را عوض کنند.
نرم‌افزارهای چند دهه از نو نوشته نخواهند شد
بازی روی ARM هنوز به بلوغ نرسیده است
معماری x86 چندین دهه قدمت دارد و دلیل اینکه پردازنده‌های بیشتری بر پایهٔ آن ساخته نمی‌شود، انحصار دوجانبهٔ AMD و Intel بر مجموعه‌دستورهای x86 است. تراشه‌های ARM به‌تازگی وارد رایانه‌های شخصی شده‌اند، درحالی‌که بیشتر نرم‌افزارهای چند دههٔ گذشته به‌طور ویژه برای x86 نوشته شده‌اند.
در حال حاضر، بازار ARM آن‌قدر بزرگ نیست که همهٔ توسعه‌دهندگان را به بازنویسی نرم‌افزارهایشان برای مجموعه‌دستورهای متفاوت ترغیب کند. هرچند لایهٔ شبیه‌سازی «Prism» مایکروسافت فایل‌های اجرایی بومی x86 با پسوند .exe را برای ARM ترجمه می‌کند، سربار شبیه‌سازی در نرم‌افزارهای حرفه‌ای‌تر به چشم می‌آید و در دستگاه‌های سبک‌تر ممکن است گاه‌وبیگاه با مکث و افت کارایی روبه‌رو شوید.
بازی‌ها نیز به همین سد شبیه‌سازی برمی‌خورند؛ زیرا بیشتر آن‌ها نسخهٔ بومی ARM ندارند و شبیه‌سازی بازی‌های AAA سربار چشمگیری به همراه دارد. افزون بر این، به‌جز چند نمونه، همهٔ پردازنده‌های گرافیکی یکپارچه در این SoCها با هدف ارائهٔ کارایی مطلوب در بازی طراحی نشده‌اند و ممکن است برخی بهینه‌سازی‌های کلیدی را نداشته باشند.
تراشه‌های ARM همچنین از فرکانس‌های بالاتر و هسته‌های اضافهٔ موردنیاز برای بازی و دیگر پردازش‌های سنگین بی‌بهره‌اند؛ بنابراین دست‌کم مدل‌های میان‌ردهٔ آن‌ها حتی برای اجرای بازی‌ها یا نرم‌افزارهای سنگین نیز گزینهٔ مناسبی نیستند. وضعیت برخی قابلیت‌های سطح‌پایین و نرم‌افزارهای ضدتقلب نیز در ARM یکدست و قابل‌اعتماد نیست.
انتظار می‌رود در آیندهٔ نزدیک پشتیبانی از سامانه‌های ضدتقلب در رایانه‌های ARM گسترده‌تر شود، اما نمی‌توان آن را برای همهٔ بازی‌ها تضمین کرد. بااین‌حال، ناسازگاری همچنان یکی از مشکلات اصلی است و با توجه به بازار محدود ARM در شرایط کنونی، تا زمانی که شمار دستگاه‌های مجهز به آن اندک باشد، توسعه‌دهندگان کمی ساخت نسخه‌های بومی ARM را در اولویت خواهند گذاشت.
البته برای تراشه‌های ARM در بازار پررونق دستگاه‌های بازی دستی آینده‌ای می‌بینم. طراحی فشرده‌تر SoC می‌تواند زمینه‌ساز ساخت دستگاه‌های دستی بسیار خوبی شود که مانند Nintendo Switch ۲ جهشی چشمگیر در شارژدهی باتری و کارایی ارائه می‌کنند؛ بااین‌حال، این چشم‌انداز برای رایانه‌های دستی هنوز به آینده تعلق دارد.
ARM رده‌ای تازه است، نه جایگزینی فراگیر
مک‌ها و دیگر رایانه‌های مبتنی بر ARM به‌عنوان جایگزینی برای x86 عرضه شدند. اپل Intel را نه به این دلیل کنار گذاشت که ARM بهتر بود، بلکه می‌خواست در سراسر معماری محصولاتش به طراحی عمودی و یکپارچه روی بیاورد؛ چراکه آیفون‌ها از پیش از ARM استفاده می‌کردند.
منظورم را اشتباه برداشت نکنید: ARM برای کارهای معمول روزانه به‌خوبی پاسخ‌گوست و با محیط‌های اداری و آموزشی سازگاری دارد، اما این به معنای کنار رفتن x86 نیست. برعکس، ARM هنوز در رقابت با محصولات رده‌بالا مشکل دارد؛ بخشی که سلطهٔ x86 در آن ادامه خواهد یافت. من رایانه‌های ARM را زیررده‌ای تازه از رایانه‌ها می‌دانم که تنها برای لپ‌تاپ‌های مناسب جابه‌جایی توجیه‌پذیرند.
همان‌گونه که لینوکس برخلاف پیش‌بینی‌های سال‌ها پیش هرگز جای ویندوز را نگرفت، x86 نیز تا سال‌های آینده معماری پیشتاز رایانه‌های شخصی باقی خواهد ماند.
منبع: این مطلب ترجمه و بومی‌سازی مقاله‌ای از MakeUseOf به قلم Shaheer Khan است. مشاهده مقاله اصلی