Windows on ARM: Mit einem Arm in der Entwicklungshölle

Eine Entwicklungsoffensive soll die Probleme von ARM-Laptops endlich lösen. Windows on ARM, Linux-Support und die CPUs zeigen dabei aber noch deutliche Schwächen.

Artikel von Sebastian Grüner veröffentlicht am 30. November 2022, 10:16 Uhr

Die Thinkpad-Serie gilt als Liebling bei Entwicklern. Mit einer ARM-CPU braucht es beim Entwickeln aber noch Geduld. (Bild: Oliver Nickel/Golem.de)

Über Jahre waren Laptops mit ARM-CPUs vergleichsweise langsam und relativ zur Leistung betrachtet auch viel zu teuer. Deshalb haben wir uns sehr auf das Thinkpad X13s gefreut. In einem ersten Test hat uns das Gerät zwar mit seiner Akkulaufzeit erfreut, aber vor allem beim Preis abgeschreckt und auch bei der Leistung nur wenig überzeugt. Die Thinkpad-Reihe ist aber traditionell auch bei Power-Usern und Entwicklern sehr beliebt, sodass wir uns das x13s unter diesem Gesichtspunkt erneut angesehen haben.

Denn: Der Erfolg der ARM-Plattform für Laptops und Workstations außerhalb des Apple-Ökosystems, also für Windows und damit eventuell auch Linux, steht und fällt mit der Unterstützung für Entwickler. Können diese die Plattform aber nicht adäquat unterstützen und nutzen, wird es mittelfristig kaum Ambitionen geben, mehr in Windows-on-ARM- oder gar Linux-Support zu investieren. Ein klassisches Henne-Ei-Problem.

Apple hat mit seinem Wechsel auf Apple Silicon und den M1 nach einigen Anfangsschwierigkeiten mit dem Mac Mini und später dem Mac Studio beeindruckend gezeigt, dass sich ARM-Workstations gut auch als Entwicklungsmaschinen eignen. In Kooperation setzen nun Microsoft als Software-Lieferant und Qualcomm als Chiphersteller viel daran, dem etwas entgegenzusetzen, gemeinsam mit Hardware-Herstellern wie Lenovo.

Im Fall des Thinkpad x13s zeigt sich dabei aber schnell, dass hier trotz jahrelanger Arbeit sowohl an Software als auch Hardware noch deutlich Luft nach oben ist. Der massive Rückstand insbesondere auf Apple ist leider weiter deutlich spürbar. Unser Test mit dem x13s zeigt auch: Die beteiligten Firmen stehen an einem wichtigen Wendepunkt und haben zumindest das Potenzial, zu Apple aufzuholen, um ARM auch unter Windows und Linux zu einer echten Alternative für x86-Systeme zu machen.

Toolchain mit Startschwierigkeiten

Die Ausgangslage zum Entwickeln für ARM und vor allem nativ auf ARM-Plattformen hat sich dabei in den vergangenen Jahren deutlich gebessert. So hat Microsoft 2018 damit begonnen, seine eigenen Entwicklungswerkzeuge wie Visual Studio fit für ARM64 zu machen. Zunächst galt das jedoch nur für die Cross-Kompilierung. Wollten die Werkzeuge unter Windows on ARM ausgeführt werden, ging das nur über die sehr langsame Emulationsschicht. Das ändert sich nun aber.

So steht Visual Studio seit einigen Wochen als native ARM-Version bereit. Eine Emulation ist nicht mehr nötig. Wie Microsoft selbst zur Ankündigung schreibt, kann so die gesamte Entwicklung von ARM-Apps für Windows auch nativ in Windows für ARM durchgeführt werden.

Zusätzlich dazu hat Microsoft im Frühjahr dieses Jahres eine großes Toolchain-Update für sämtliche selbst unterstützten Werkzeuge angekündigt, sodass all diese auch nativ auf ARM laufen. Umgesetzt hat das Microsoft etwa bereits für .Net 6 und .Net 7 sowie das .Net Framework 4.8.1. Hinzu kommen die MSCV-Werkzeuge, also Compiler oder die mehr als 600 Bibliotheken für C++. Hinzu kommen Werkzeuge wie CMake, Ninja und MSBuild.

Binär-Interaktion zum Übergang

Die Probleme mit der Emulation bei einer Interaktion mit x86-Abhängigkeiten löst das allein zwar noch nicht. Doch dafür hat Microsoft mit ARM64EC (Emulation Compatible) eine binäre Anwendungsschnittstelle (ABI) für Windows 11 geschaffen, die Hybrid-Apps mit ARM- und x86-Befehle ermöglichen soll. Dafür werden die Aufrufkonvention und Datenstrukturen der x86-Architektur sowie einiges Weitere übernommen.

ARM64EC soll es Entwicklern erlauben, ihren Code inkrementell auf ARM64 portieren zu können. Ein neues Binärformat, ARM64x PE, soll außerdem nativen ARM64-Code und ARM64EC-Code in einer Binärdatei bündeln können. Das ist laut Microsoft besonders gut für Middleware-Projekte geeignet, die beide Arten von Binärcode ansprechen können müssten.

Zusammen mit dem hauseigenen Developer Kit, alias Projekt Volterra, oder Laptops wie unserem x13s-Testgerät ist die durch Microsoft verantwortete ARM-Entwicklungssoftware und ihre Nutzbarkeit ungefähr auf dem Stand, an dem Apple mit seinen ARM-Laptops vor rund zwei Jahren war. Die Probleme für Windows on ARM sind dabei zunächst zwar ähnlich, im Detail jedoch auch noch deutlich größer.