Windows 10 on ARM: Architektur, Emulation und Portierung erklärt

Bereits seit einigen Monaten werden Geräte mit Windows 10 on ARM ausgeliefert. Diese Version von Windows entspricht der normalen Pro-Version. Der Unterschied ist, dass das Betriebssystem nicht für Prozessoren von Intel oder AMD-Prozessoren erstellt wurde (also für die x86-Architektur), sondern Prozessoren mit ARM-Architektur. Solche Prozessoren kommen seit Jahren hauptsächlich in Smartphones vor. Seit einiger Zeit werden solche CPU’s aber auch vermehrt in Tablets und mittlerweile sogar in einigen Laptops vor. Während das bei iOS und Android in den letzten Jahren zum Standard wurde, misste man Windows-Geräte nach wie vor.

Mit Windows 8 bzw. Windows RT kamen zwar erste Geräte wie das Surface RT oder das Lumia 2520 mit dieser Architektur auf den Markt. Allerdings erlangten diese bekannterweise keinen nennenswerten Durchbruch. Bereits mit dem ersten größeren Update Windows 8.1 merkte man deutlich, dass Microsoft der Entwicklung keine größere Beachtung mehr schenkt. Dennoch war gerade Windows RT für die weitere Entwicklung von Windows sehr wichtig. Auf der einen Seite für die Erstellung der Apps unter ARM, auf der anderen Seite für die Gestaltung der Benutzeroberfläche und der Benutzerführung besonders für Touch. Woran es letztendlich scheiterte, soll nicht Thema sein.

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Mit Windows 10 on ARM wagt Microsoft einen zweiten Versuch, sein Desktop-Betriebssystem auf dieser Architektur zu etablieren. Mit zu den wichtigsten Verkaufsargumenten dieser Windows-Version gehört mit Sicherheit, dass auch normale x86-Anwendungen lauffähig sind. Denn im Gegensatz zu Windows RT kann Windows 10 on ARM das. Dies geschieht über eine Emulation des x86-Befehlssatzes. Mehr zu dieser Emulation jedoch an späterer Stelle.

Programme unter Windows und ARM

Wenn Microsoft nun diese neue Plattform wirklich etablieren möchte, sind die Redmonder aber auf Programme/Apps und Dienste anderer Entwickler angewiesen. In den letzten Monaten hat der ein oder andere Entwickler seine Software auch für ARM unter Windows portiert und diese im Store bereitgestellt. Ich rechnete allerdings nicht wirklich damit, dass ein direkter Konkurrent (welcher sich in der Vergangenheit mehrfach gesperrt hatte) aus scheinbar freien Stücken seine Software für die neue Plattform umsetzt. Da hat es  mich in der Tat dann doch sehr überrascht als ich gelesen habe, dass gerade Googles Chrome Browser für Windows 10 on ARM portiert werden solle. Von Google selbst… wir erinnern uns an das Thema YouTube-Apps unter Windows. Natürlich gibt es für viele Dienste richtig gute Apps – Mein absoluter YouTube-Favorit ist übrigens die App MyTube.

Doch werden die Otto-Normal Verbraucher immer nach den „Original“-Apps suchen und diese bevorzugen. Das Thema Browser ist da nochmal eine Nummer härter. Warum sollte ein Benutzer welcher aktiv Chrome verwendet (und dort seine Favoriten hat, an die Oberfläche gewöhnt ist, etc.) einen anderen Browser verwenden? Edge hat mehr Leistung? Kann schon sein (Auch wenn das auf die Seite ankommt), aber ganz ehrlich – Man müsste schon eine ganz alte Mühle haben um davon vielleicht etwas zu merken und wenn es soweit ist bringen einem die 5% mit Sicherheit auch nicht so viel.

Der springende Punkt ist also: Der Großteil der Benutzer möchte seine Dienste und Apps weiterverwenden. Daher ist es wichtig, dass Microsoft möglichst viele Programme und Dienste unter Windows 10 on ARM bereitstellen kann. Und das natürlich mit einer guten Performance. Einfach dem Benutzer seine gewohnte Umgebung bereitstellen und nicht in andere Programme zwingen.

Emulation unter Windows 10 on ARM

Die neue ARM-Version von Windows bietet wie bereits beschrieben eine integrierte Emulation von Programmen an. Dies ermöglicht es Programme auszuführen welche eigentlich für eine andere Prozessor-Architektur erstellt wurden. Dafür muss der Prozessor aber deutlich mehr Arbeit leisten, als für eine Anwendung welche auch für diese Architektur erstellt wurde. Sprich: Die jeweilige Anwendung läuft deutlich langsamer. Die Emulation konvertiert dabei die auszuführenden Befehle der fremden Prozessorarchitektur (in diesem Fall eben einem x86-Prozessor) während der Laufzeit in gültige Befehle für den verbauten ARM-Prozessor. Heutzutage verarbeiten Prozessoren mehrere Millionen Befehle pro Sekunde. Ihr könnt euch sicher vorstellen, dass die Emulation da viel zu tun hat und dementsprechend emulierte Anwendungen deutlich langsamer sind als native ARM-Anwendungen. Dies ist kein Windows-spezifisches Problem, sondern einfach der Technik geschuldet.

Bleiben wir einfach mal beim Beispiel von Googles Chrome. Bei der emulierten Version merkt man diesen Performance-Verlust schon sehr stark. Viele Benutzer sprechen davon, dass Chrome unter Windows 10 on ARM schlicht nicht zu benutzen sei. Die Anwendung ist natürlich lauffähig, denn Sie startet ja aber der wichtigste Punkt bleibt dann doch die Benutzererfahrung. Und die ist und bleibt wie schon in der Vergangenheit nur bei nativen Anwendungen gut.

Zum Schluss: Damit Benutzer die ARM-Plattform mit Windows 10 langfristig akzeptieren und Microsoft endlich seine Abhängigkeit von Intel/AMD etwas lockern kann ist es wichtig, dass es möglichst viele Programme nativ in ARM zur Verfügung stehen und nicht nur emuliert werden. Denn nur so gibt es eine wirklich gute Benutzererfahrung in Sachen Performance. Bleibt das jedoch aus, wird sich höchstwahrscheinlich der Untergang wiederholen.

Welche Programme würdet ihr am liebsten für ARM umgesetzt sehen? Reichen euch schon die aktuell verfügbaren (Diese Liste wird ja demnächst nochmal durch Googles Chrome erweitert)? Schreibt es in die Kommentare.