Windows平板剁手指南 篇五:2017年 系统篇

引言

      回顾过去一年Windows平板,硬件上各家厂商很惭愧,就只做了一些芯片换代之类的微小工作。反而微软推出的两个新的操作系统:Windows 10 on ARM64和Windows 10 S是消费者购买Windows二合一产品需要考虑的重点因素,故单独作一篇。

       本篇聊一聊Windows 10 on ARM64,介绍一下优点和不足,适合哪些用户。

       2016年12月微软在深圳WinHEC大会上宣布与高通合作,推出了能跑在Snapdragon 835上的Windows 10 on ARM64,并且可以直接运行32位的x86软件

 

     2017年台北电脑展上,高通和微软联合发布“Windows 10 on Qualcomm Snapdragon 835”,由华硕、惠普、联想生产的搭载骁龙835的笔记本和二合一设备将于下半年上市。

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1 背景


       顾名思义,Windows 10 on ARM64(以下简称WoA64)就是跑在64位ARM指令集架构上的Windows 10操作系统。

x86与Win32

       说起CPU架构,不得不先从过去三十多年里的业界老大:x86架构讲起。x86因早年英特尔产品8086、286、386等芯片俱以86结尾而得名。时间回到1980年,IBM在设计它的第一台个人电脑5150时,为了赶工期和节省成本,钦点英特尔的8088芯片为CPU,微软的DOS作操作系统。

Windows平板剁手指南 篇五:2017年 系统篇                    (Intel 8086的弟弟:8088)

Windows平板剁手指南 篇五:2017年 系统篇                    (IBM的版本叫PC-DOS,微软卖的叫MS-DOS)

       凭借IBM的金字招牌和强大的营销能力,PC5150成为当时最抢手的个人电脑,让等着看笑话的一干友商瞠目结舌。然而IBM的一番心血最终却为英特尔和微软做了嫁衣。消费者只关心一件事:当初老子花巨资买来的软件在新的电脑上能不能运行?英特尔和微软牢牢抓住软件兼容这个法宝,掌握了个人电脑发展的主导权。

Windows平板剁手指南 篇五:2017年 系统篇                    (带领我们走进32位新时代的i386处理器)

       1985年386的诞生,标志着个人电脑走进32位新时代。英特尔的这个设计称为IA-32(Intel Architecture,32-bit)。相应的,Windows系统应用程序编程接口(API)也从16位的Win16进化到32位的Win32API。我们现在在PC上使用的大量32位软件都是基于这个x86Win32组合。

Windows平板剁手指南 篇五:2017年 系统篇                    (昔日牢不可破的Wintel联盟)

64位之争

       x86使用复杂指令集CISC(Complex Instruction Set Computing),与之对应的是精简指令集RISC。虽然今天业界公认,经过几十年的架构优化和制程进步,CISC和RISC孰优孰劣之争已经毫无意义,但是上世纪九十年代,舆论一片看好RISC架构,认为RISC击败CISC指日可待。又加上惠普的怂恿,英特尔决心甩掉x86的旧包袱,推出新的64位架构IA-64。但是IA-64的Itanium芯片对以前x86Win32程序兼容性差,一推出就受到市场冷遇。媒体给它起了个绰号叫Itanic,讽刺它的下场如泰坦尼克号一般。

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       AMD看到机会,乘势推出自己的64位指令集。一番争夺下AMD-64(又作x64),成为了行业标准,连英特尔也不得不跟从。这或许是农企最辉煌的一刻。时至今日,大家下载PC软件时会发现,文件名里写着x86的一般是32位应用,注明x64的则是64位应用。

ARM

       ARM源于英国公司Acorn Computer,原名叫Acorn RISC Machine。因为它面积小功耗低,苹果在设计掌上设备Newton时,

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看中了ARM芯片。当时受Wintel PC挤压,两家公司的电脑业务都已苟延残喘,可苹果仍把Acorn视为竞争对手,硬要Acorn把ARM业务独立出来。于是Acorn出人,苹果出钱,还有一家叫VLSI的公司出设备,共同成立一家公司,取名Advanced RISC Machines Ltd。

       ARM公司成立没多久,首席执行官Robin Saxby就意识到把所有家当都吊在苹果这颗树上风险太大,顾欲开拓IP授权业务。ARM把处理器授权给其他半导体公司,然后收取许可费和专利使用费。IP授权这个商业模式如今已是司空见惯,在当时还是个新鲜事。幸运的是,因为ARM公司小开价低,很快地被德州仪器相中。ARM就这样开辟了一条新的财源。事实证明Saxby忧虑是正确的。Newton因为苹果糟糕的笔迹识别技术和昂贵的售价,被竞争对手Palm打败。1997年乔布斯重掌苹果后,不久就把Newton砍了。

       1994年,ARM时来运转,遇到命中贵人—诺基亚。我们知道手机是摩托罗拉发明的。在模拟信号时代,摩托罗拉是无可置疑的王者。

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上世纪90年代,手机从模拟信号升级到数字信号,诺基亚想借此契机挑翻摩托罗拉。在德州仪器提供给诺基亚的诸多方案中,ARM幸运地被钦点(因为公司小,没背景)。第一部运行ARM芯片的GSM手机便是Nokia6110,十分畅销。

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       ARM借此机会抱上诺基亚的大腿,不断完善自家的生态系统,从此一飞冲天。到现在,几乎所有的手机以及绝大多数的平板都是运行在ARM架构的芯片上。

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       反观昔日两个业界大佬,诺基亚已经不做手机,摩托罗拉还在困境中苦苦挣扎,世事变幻无常,让人唏嘘不已。


2 软件


       不算手机系统,Windows RT系统是微软第一次尝试把Windows迁移到ARM架构上。由于不能运行第三方Win32软件,RT起步时应用生态几近荒芜。应用缺乏导致用户稀少,用户稀少又导致开发者没信心开发应用。Windows RT陷入了先有鸡还是先有蛋的怪圈。

       吸取了Windows RT扑街的教训,微软决心不让应用再次成为短板。WoA64上可以运行各种应用:系统自带的如计算器、照片;微软的摇钱树—Office系列;Windows商店里部分UWP、Centennial应用。这些都是直接跑在ARM芯片上的原生应用。

       最重要的是,这次WoA64上可以运行32位的x86软件。就像在熟悉的Windows操作那样,用户可以直接从网上下载软件,安装并运行。不需要开发者或用户做任何额外的工作。这是怎么做到的呢?在今年5月Build大会上的一个视频中,微软工程师做了详细说明。(下面的视频,时间长、内容枯燥,建议跳过)

Windows平板剁手指南 篇五:2017年 系统篇                    (原理图)

       上面的图比较专业,这里我打个不怎么精确的比喻,方便大家理解。我们把x86芯片视为一个只懂英文的工人,把ARM芯片看作一个只懂西班牙文的工人,把程序视为一份待办事务表。UWP应用可以跨平台,因为它一开始就翻译了两份,一份英文一份西文。而x86架构的Win32软件呢,当初分发时只有英文翻译,所以x86芯片能看得懂把事情给办了,ARM芯片就抓瞎了。最直接的解决方案是,找到软件原作者,要求他再编译一次西文的。可是作者要么懒,要么公司已经倒闭老板带着小姨子跑路了。原开发者不帮忙,于是微软只好和高通合作,在系统里加了一个翻译官(就是图中的WOW, CHPE, x86 to ARM CPU Emulator),负责实时地把x86指令翻译成ARM指令。

       运行x86软件要经过模拟层,执行效率是个问题。其实这个WOW(Windows on Windows,不是魔兽世界!)设计并不稀奇,大家天天都在用。你每次想在64位Windows系统上运行32位程序,就一定得用到WOW。

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前面提到的,64位之争英特尔败给了AMD,原因就是Itanium芯片硬件模拟效率太差。

        这次因为WoA64会把转换后的代码保存在内存和硬盘上,以供后续使用。所以第一次打开程序会觉得卡,往后越用越顺畅。微软宣称其效率接近原生应用。当然这得等到真机上手才能确认。

       还有一点大家需要注意:WoA64不能运行64位的Win32软件。微软这么做可能有几方面的考虑。一个是商业上,微软一直希望推动开发者使用UWP写新软件,而不是依赖老旧的Win32 API续命。让WoA64兼容x86软件其实就像给初学游泳者个救生圈,最终还是要扔掉的。一个是法律上的考虑,为了规避相关的专利。前面提到过,IA-32架构的基本框架在三十年前386时代就建立起来,相关的专利也已过期。而64位软件难免会用到很多更新的指令集,会触及英特尔的专利雷区。


3 优点


      历史上这种通过模拟层借鸡生蛋的操作系统不少,成功的却寥寥无几。但是我认为这次WoA64成功的机会很大,因为相比x86,ARM有这几个优势。

第一 待机功耗

       ARM以移动设备起家。在上世纪八、九十年代,各家芯片狂飙频率拼性能时,ARM在默默地努力降低功耗提高设备续航。在低负荷运转下ARM的功耗非常小,这是它打小就练成的功夫。

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       搭载WoA64的笔记本或二合一有望获得像手机那样一整天的续航,能以极低的功耗一边待机一边同步电邮更新信息。

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Windows平板剁手指南 篇五:2017年 系统篇                    (英国出品,待机有保证)

第二,蜂窝通信

       5G通信离我们越来越近,未来的设备必须集成蜂窝通信。Windows平板剁手指南 篇五:2017年 系统篇

       Core M芯片里集成4G LTE modem。英特尔也花巨资研发5G,但是最终它能否成功仍是个未知数。英特尔在此是有前科的。在当年制定4G制式时,它把所有赌注都下在WiMax上,结果颗粒无收。Atom芯片也因此比竞争对手晚了两三年才安上LTE modem。这个也是导致诺基亚Meego系统死亡的一个重要原因。

       而高通凭借市场地位和手中的专利,必然能在5G里稳占一席。

第三,元器简单

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       从上图我们可以看到,搭配骁龙835的主板的面积要比竞品小得多。这意味着产品能做得更加轻薄,或者厂家能塞下更大的电池得到更长的续航。

       从另一角度看,搞ARM架构的技术门槛要比x86低。这几年得益于智能手机的蓬勃发展,ARM阵营的技术人才不少。可以预料只要局面一打开,很快就有许多厂家跟进。可能不久我们就会发现,一些厂商原来是做手机的,怎么摇身一变开始卖起Windows平板了呢?


4 购买建议


       根据计划,运行WoA64的设备将于今年年底上市,第一批产品由华硕、惠普、联想推出。那它适合哪些用户?我们应该从性能需求和使用场景两方面来分析。

       WoA64目前只支持一颗芯片,骁龙835。S835的CPU是四颗大核加四颗小核设计,单核性能不理想,多核性能尚可;GPU是Adreno 540,带着当年ATI的血统,倒还不错。骁龙835首先是给手机设计的,再加上运行x86软件时的损耗,我们应该对它在笔记本或二合一设备上的性能表现有个合理的预期。硬要和搭载Core M甚至Core i芯片的产品去对比,那也太欺负人了。我估计,它的CPU性能大概与现在奔腾N4200或赛扬N3450的设备相当,GPU可能更好些。因此,WoA64现在只适合轻办公人士。如果你平时工作用Office系列就能完成,又时常需要用些小软件,偶尔闲来无事PS个图发朋友圈,那它应该能满足你。

       WoA64设备在便携性和续航能力上碾压目前的二合一产品。记者外出采访,白领拿它办公记录老板指示,日常在各个教室之间奔波的大学生拿它来做课堂笔记,天天在工地上跑的工程师拿它来查看图纸,这些都是可能的场景。

       对蜂窝通信有需求的国内用户暂时会失望。第一批搭载骁龙835的设备采用虚拟电话eSIM卡。这个eSIM因为牵涉的利益太多,目前国内三大运营商都不支持。希望后续会有更多OEM跟进,做出更符合国情的产品。

       乐观地预计,如果一切进展顺利,未来会有更多的厂商加入,不光是OEM,可能还有英伟达、联发科等芯片厂,甚至出现专门为笔记本/二合一设备定制的soc。

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