横空出世：ARM版Windows知多少？

新年伊始，在美国国际消费电子展International CES 2011(以下简称CES 2011)大会上，微软宣布下一代Windows操作系统将支持ARM处理器。微软CEO史蒂夫·鲍尔默在会上亮相并发表了主题演讲。但以目前了解的信息，外界对新系统的认识还不够全面。

那么，我将在本文中对ARM版Windows的细节进行推测和说明。特别是在ARM版Windows出现后给服务器市场带来的影响。

新系统会在何时发布？

CES2011大会上，微软CEO史蒂夫·鲍尔默介绍ARM版Windows

微软在CES2011大会上宣布，下一代Windows不仅支持Intel与AMD的x86架构，还将支持SoC（片上系统）架构，包括NVIDIA、高通和IT(德州仪器)的ARM架构系统。值得注意的是，支持ScC架构的Windows是一个全功能的版本。此外，微软所谓的下一代Windows，或许就是计划在2012年推出的Windows 8（开发代号）。

目前，新发布的Windows Embedded Compact 7（早期的Windows CE）支持ARM架构，而PC广泛使用的Windows 7操作系统则不会被移植到ARM架构。史蒂夫·鲍尔默表示：“ARM版Windows将适合多种平台，支持尽可能多的设备。”

会上，微软演示了在ARM架构下高通Snapdragon以及德州仪器OMAP系统中正常运行ARM版Windows Word 2010，并通过爱普生打印机打印文档。此外，还在NVIDIA的Tegra 2平台上进行了高清视频播放与PowerPoint 2010的功能演示。

值得注意的是，根据Intel的Atom芯片演示，下一代Intel Atom处理器同样能够像ARM处理器一样具备超低的功耗和超迷你的设计尺寸，具备CPU到图形处理再到单一的接口和外设以及内存（外部存储媒体姑且不论），同样是一个SoC系统。

SoC架构是将CPU、图形处理、周边接口等多种功能组件紧凑集成在一个芯片中。同时，由于可使设备更小、更薄，从而有助于降低设备功耗，与现在的PC相比，能够延长电池使用时间。这些优点将为嵌入式的SoC系统，如移动电话和智能手机等消费电子产品的发展带来重大变革。

微软演示了下一代Windows分别在Intel Atom、高通SnapDragon、TI CMAP以及Nvidia Tegra 2平台上运行

Intel下一代Atom平台，将CPU、内存以及PC的大部分功能集成在一个芯片中，彰显SoC的优点

运行在高通Snapdragon平台上的ARM版Windows，由于仍处在开发中，用户界面与Windows 7没有明显差别

在德州仪器OMAP平台上运行ARM版Word 2010

在史蒂夫·鲍尔默的演讲中，演示了基于Windows 7的ARM版Windows，但目前来看其用户界面与Windows 7没有明显差别。此外，可以明确的是，ARM版Windows不提供x86平台下的架构仿真功能。因此，目前在PC上的分布式应用在ARM版Windows上将无法工作。软件厂商需要重新设计与ARM架构二进制兼容的软件，才能在ARM版Windows上运行。

微软向ARM架构移植完整的Windows，就是将现有Windows版本针对ARM架构进行重新编译。另外，ARM版Windows还要加强在外部设备方面的开发。不过，目前的外部一般使用USB接口，微软也为专为外围设备驱动程序提供了一套开发框架。因此，以x86平台设备驱动为原型，开发ARM版设备驱动程序会比较容易。

ARM版Windows设备的驱动程序要基于ARM二进制开发。图为CES2011大会上展示的x86简单移植实例：使用爱普生打印机对Word2010文档进行打印。设备驱动程序的移植实际上并不难

在NVIDIA Tegra2平台运行ARM版Powerpoint 2010。凭借NVIDIA GPU的出色性能，可以流畅运行PowerPoint 2010中的动画功能

ARM版Windows对PC客户端的意义何在？

对PC客户端来讲，由于ARM版Windows采用SoC技术将PC大部分功能紧凑集成，能够引入到小型PC机中。此外，SoC低能耗特点可延长PC机电池的使用时间。在满电情况下，笔记本或许可以持续工作两天。这样一来，ARM版Windows对笔记本和上网本的移动用途大有好处。但对于CPU能耗较高的台式机来讲，就没有什么特别的优势了。

ARM架构不同于Intel与AMD的x86架构，由于采用精简指令集开发，低耗电设计，时钟频率较低可以节省能耗。高时钟频率下要想实现低能耗，ARM架构还需要大幅度改良。

对软件厂商来说，需要开发出与ARM架构兼容的应用程序。微软表示，当前x86架构下应用程序需要重新编译才能在新系统上运行，不管怎样，实际测试后才能得出结论。

目前，多数软件厂商所采用的Visual Studio开发工具并不能进行ARM架构程序开发。但是，微软最新的嵌入式产品Windows Embedded Compact 7能够与Visual Studio平台更好地集成，支持ARM、MIPS、瑞萨SH4以及x86等各种架构的处理器。

说到ARM版Windows不能不提及谷歌ChromeOS系统。ChromeOS系统是适合于上网本、紧凑型低成本电脑的轻量级操作系统，操作界面与Chrome浏览器相似，但功能上还不及完整版的Windows系统。

ChromeOS系统应用程序全部基于谷歌浏览器，例如进行电子表格和文字处理。如果x86版Office 2010与ARM版Office 2010运作相互兼容的话，这将会十分易于用户的使用。

微软新一代浏览器IE9，由于增添了GPU的支持使性能得到大幅提升。借助Windows Embedded Compact 7的平台优势，在桌面电脑与上网本应用上简化了软件厂商在ARM与其他平台间的移植工作。

由于下一代Windows支持SoC架构，所以能够在智能手机和平板电脑中运行。对于用户界面需要针对不同设备各自开发，但如果个人电脑和智能手机都基于完整版Windows，那么软件厂商在开发应用时就不需要兼顾多个平台，降低了开发难度。或许，在采用Windows Embedded的嵌入式设备中运行的下一代Windows，会具有Windows完整的功能。

ARM版Windows给服务器市场带来怎样影响？

对于x86架构下的Windows操作系统没有什么特别要说的。

微软早期的Windows 3.1与Windows 95操作系统只支持x86架构。而后来面向企业的Windows NT不仅支持x86架构，还加入了对PowerPC、MIPS以及DEC Alpha架构CPU的支持。

在后Windows NT时代，支持多架构CPU的必要性已经不复存在。服务器版Windows停止了对PowerPC、MIPS以及DEC Alpha架构CPU的支持。对于随后发布的Windows 2000，x86已成为唯一被支持的硬件平台。

然而，现在的Windows Server 2008 R2 数据中心版大型服务器操作系统支持Intel Itanium架构。即将推出的Windows 8服务器操作系统是否支持ARM架构还是一个未知数。然而，在目前看来还不会出现ARM架构服务器。

虽然ARM架构还不支持64位计算，但ARM架构CPU很有希望扩展到高性能服务器领域。 例如，已有众多CPU产品采用了ARM Cortex-A9多核架构。然而，x86处理器却普遍具有更高的性能，但功耗始终是个问题，而ARM处理器的主要设计目标就是实现低功耗。采用双核ARM Cortex-A9处理器的NVIDIA Tegra 2平台已经推出。但目前8核与16核的ARM处理器还没有问世。此外，Cortex-A9不支持服务器处理器所注重的虚拟化功能。

然而，下一代Cortex-A15是一款四核处理器，采用TrustZone技术保证了在软件与功能兼容方面十分优秀，具有强大的服务器虚拟化功能，物理内存容量也提高到了1TB。此外，软容错(soft-faultrecovery)能力也有较大改进。Cortex-A15可通过处理器之间的互连来协同工作。可见，是基于双路四核系统结构。

下一代ARM架构。处理器最多支持4个核心

Cortex-A15支持虚拟化、大容量内存以及软容错功能

Cortex-A15兼容AMBA4互联规范，支持多处理器的系统配置

Cortex-A15多核心处理器进军服务器领域，ARM志在交付最理想平台

NVIDIA日前宣布已得到ARM Cortex-A15核心授权，并开展“Project Denver”项目，即在ARM架构上整合GPU技术来开发高性能CPU。

NVIDIA“Project Denver”项目不仅仅针对SoC架构下Tegra2 智能手机移动平台，同时还致力于CPU+GPGPU的高性能计算领域。NVIDIA将以下一代GPU核心架构“Maxwell”来实现“Project Denver”项目，相应开发的SoC芯片预计会在2013年后推出。Maxwell是新一代GPU核心架构，双精度浮点运算能力比Fermi架构高10倍以上。

NVIDIA“Project Denver”，首款针对高性能计算领域的ARM处理器产品

NVIDIA一旦推出“Maxwell”架构的GPGPU，或许就能够催生ARM版Windows服务器。在今年秋季举行的PDC 2011大会上，或许会公布ARM版Windows操作系统的详细信息。