Original-URL des Artikels: https://www.golem.de/news/woa-windows-8-fuer-arm-im-detail-1202-89691.html    Veröffentlicht: 10.02.2012 11:05    Kurz-URL: https://glm.io/89691

WOA

Windows 8 für ARM im Detail

Mit Windows on ARM (WOA) will Microsoft ein neues System mit einer ganz neuen Art von PCs etablieren. Damit Windows 8 auf ARM performant läuft und lange Akkulaufzeiten ermöglicht, musste Microsoft einige Kompromisse machen.

Apps für WOA müssen das neue Windows-API WinRT nutzen, dürfen aber auch nativen Code enthalten, sofern auch dieser nur auf WinRT zugreift. Die alten Windows-APIs stehen unter WOA nicht zur Verfügung.

Eine App, die ohne nativen Code auskommt, kann auf PCs mit x86/64- und auch mit ARM-Prozessoren eingesetzt werden. Sollte eine App hingegen nativen Code enthalten, müssen zwei Versionen - eine für ARM, eine für x86/64 - angeboten werden, wenn die App auf beiden Plattformen laufen soll. Apps mit und ohne nativen Code werden über den Windows Store verteilt.

Nutzer können unter WOA dennoch den klassischen Desktop nutzen. Microsoft will ihnen so eine gewohnte Umgebung zur Interaktion mit dem PC bieten. Nutzer können so in gewohnter Weise beispielsweise Dateien von USB-Speichersticks kopieren, auf Netzwerklaufwerke zugreifen oder mehrere Displays anschließen. Auch Maus und Tastatur können verwendet werden.

Klassische Desktopapplikationen für Windows werden aber nicht unter WOA laufen, ausgenommen einige Programme, die Microsoft speziell auf WOA angepasst hat. Das sind der Internet Explorer 10, der Windows Explorer und Office 15. Anderen Softwareherstellern bleibt dieser Weg versperrt.

Allerdings ist Windows 8 für ARM so ausgelegt, dass niemand auf den Desktop angewiesen ist. Alle Funktionen von Windows 8 sollen über das neue Metro-UI zur Verfügung stehen. Der Desktop ist eher dazu gedacht, Nutzer nicht zu verschrecken.

Windows 8 soll zudem unabhängig von der CPU-Architektur ein breites Spektrum an Medien- und Dokumentenformaten unterstützen. Entsprechende Apps will Microsoft in der kommenden Consumer Preview von Windows 8 ausliefern.

PCs mit WOA werden nicht ausgeschaltet

Microsoft hat Windows für ARM in einigen Punkten grundlegend verändert. Einiges davon kommt auch Geräten mit x86/64-Prozessoren zugute, vor allem Tablets mit den kommenden SoCs wie Intels Medfield.

Ein Punkt, in dem sich WOA-PCs grundlegend von herkömmlichen PCs unterscheiden und eher wie Smartphones verhalten, ist das Ein- und Ausschalten: Einen WOA-PC schaltet man nicht aus, wie Microsofts Windows-Chef Steven Sinofsky erklärte.

Die traditionellen Windows-Modi "Ruhezustand" und "Energiesparen" unterstützt WOA nicht. Stattdessen laufen WOA-PCs im neuen Modus Connected Standby, der auch für x86/64-PCs zur Verfügung steht. Dabei gilt: Ist der Bildschirm an, stehen alle Funktionen und die volle Leistung des WOA-PCs zur Verfügung. Drückt der Nutzer den Ein- und Ausschalter, wird der Bildschirm dunkel, dann wechselt der PC in den neuen Stromsparmodus, in dem er mit einer Akkuladung wochenlang durchhalten soll. Dennoch werden in dieser Zeit Daten aus dem Netz aktualisiert, so dass neue E-Mails beispielsweise direkt beim Einschalten zur Verfügung stehen. Nutzer haben dabei die Kontrolle darüber, welche Apps in diesem Zustand weiterlaufen dürfen.

WOA wird nur mit Geräten ausgeliefert

Während Windows 8 wie seine Vorgänger einzeln erhältlich sein wird, so dass es jeder auf einem PC mit x86/64-Prozessor installieren kann, setzt Microsoft bei Windows für ARM auf einen weniger offenen Ansatz. WOA wird es nur im Paket mit einem entsprechenden Gerät geben. Das sei in diesem Bereich so üblich, so Sinofsky.

Grund dafür sei das Geschäftsmodell von ARM: Das Unternehmen entwickelt CPU-Designs und lizenziert sie an Partner, die daraus dann Chips machen und diese verkaufen. Dabei versucht jeder ARM-Partner, seine Chips von denen der Konkurrenten abzugrenzen, so dass sich die Systeme stark voneinander unterscheiden.

Mit dem eher geschlossenen Ansatz von WOA will Microsoft sicherstellen, dass WOA dem Nutzer auf jedem Gerät die gleichen Funktionen bietet und zugleich Hardwareherstellern große Flexibilität ermöglichen. Dennoch wird es wie bei Windows Phone 7 Vorgaben für Gerätehersteller geben.

Ein weiterer Unterschied zwischen WOA und dem klassischen Windows 8 besteht darin, dass so manche Technik in der ARM-Welt nicht unterstützt werden muss. Das gilt beispielsweise für den PCI-Bus und Sata.

DirectX für ARM-SoCs

Für GPU-beschleunigte Grafik setzt Microsoft auf DirectX, eine Schnittstelle, die es in der ARM-Welt bislang nicht gab. Nun haben Microsofts Partner aber für ihre ARM-SoCs DirectX-kompatible Treiber geschrieben.

Da auch das VGA-Subsystem, auf das Windows zurückfällt, wenn kein passender Treiber vorhanden ist, so in der ARM-Welt nicht existiert, hat Microsoft seinerseits einen GPU-Treiber geschrieben, der direkt mit dem Frame Buffer der Hardware arbeitet. So konnte Microsoft schon für ARM-Systeme entwickeln, bevor passende Treiber zur Verfügung standen.

Zugleich kann diese Software-GPU beim Setupvorgang genutzt werden, wenn noch kein GPU-Treiber zur Verfügung steht. Auch beim Absturz eines Systems kann der "Bluescreen" damit hübscher gestaltet werden.

Aber nicht nur für die Grafik nutzt WOA Hardwarebeschleunigung. Wie bei ARM-Systemen üblich, werden möglichst viele Rechenaufgaben an spezialisierte Einheiten ausgelagert, um die CPU zu entlasten. Das gilt beispielsweise für die Videowiedergabe und die Verschlüsselung per Bitlocker. Die dafür notwendige Offloading-Infrastruktur wurde bereits mit Windows 7 eingeführt.

Klassentreiber für WOA

Wie bei Windows üblich, enthält auch WOA zahlreiche Klassentreiber. Diese ermöglichen es, eine große Zahl von Hardwaregeräten anzuschließen, ohne dass dafür spezielle Treiber installiert werden müssen. Da auf ARM-Geräten aber ganz andere Bussysteme genutzt werden, musste Microsoft viele Treiber neu entwickeln.

So enthält WOA einen Klassentreiber für mobile Breitbandmodems, von dem auch die x86/64-Systeme profitieren.

Auch das Drucksystem von Windows 8 hat Microsoft überarbeitet und einen Klassentreiber hinzugefügt. Dieser soll die meisten Drucker unterstützen, die heute verkauft werden. Diese Drucker funktionieren unter WOA, ohne dass ein Treiber installiert werden muss.

WOA erlaubt auch den Anschluss von Mobiltelefonen, MP3-Playern und Kameras mittels MTP über USB und IP. Zudem wird Bluetooth LE unterstützt, mit allen Profilen, die auch in Windows 8 für x86/64 zur Verfügung stehen.

Microsoft stellt außerdem einheitliche Schnittstellen zur Ortsbestimmung und zum Zugriff auf Sensoren bereit.

Aktualisiert werden alle Bestandteile des Betriebssystems, einschließlich Treibern und Gerätefirmware über Windows Update. Software für WOA-PCs kommt ausschließlich aus dem Windows Store.

Keine Emulation oder Virtualisierung

Drittanbieter haben keine Möglichkeit, ihre herkömmlichen Desktopapps auf WOA-PCs laufen zu lassen, das macht Sinofsky in seinem Blogeintrag sehr deutlich. WOA wird auch keine Form von Virtualisierung oder Emulation für x86/64-Applikationen unterstützen, denn das würde Microsofts Ziel, ein System mit modernem Ansatz zu etablieren, zuwider laufen. Alte Anwendungen sind zudem nicht auf die neuen Stromsparsysteme ausgelegt und würden die Akkulaufzeiten zu stark reduzieren.

Entwickler sollen die neue Windows Runtime nutzen, die Apps und System voneinander isoliert. Das soll auch dazu führen, dass PCs auch über längere Zeit hinweg nicht an Leistung verlieren.

Wer Software für x86/64 nutzen will, sollte laut Sinofsky ein x86/64-System mit Windows verwenden. Wer aber schon jetzt mit einem Gerät liebäugelt, auf dem Windows nicht zur Verfügung steht, für den sollen WOA-PCs eine Alternative sein.

Sinofsky verspricht dabei, dass WOA-PCs deutlich erkennbar sein werden, so dass Käufer sie nicht mit x86/64-PCs mit Windows 8 verwechseln können.

ARM im Rack

Um WOA auf einer möglichst großen Zahl von ARM-Chips testen zu können, hat Microsoft mehrere hundert ARM-Boards in Servergehäuse eingebaut und diese in Racks verfrachtet. Je Rack bringt Microsoft 32 ARM-Systeme in 1U-Gehäusen unter. Ende März 2012 sollen rund 100 solcher Racks bei Microsoft im Einsatz sein.

Weitere Details zu WOA finden sich in einem ausführlichen Blogeintrag von Steven Sinofsky.  (ji)


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