ARM

ARM bezeichnet sowohl eine Prozessor-Architektur (Advanced RISC Machine) als auch das britische Unternehmen ARM Holdings, das diese Architektur entwickelt und als Lizenz an Chiphersteller weltweit vergibt. ARM-Prozessoren basieren auf dem RISC-Prinzip (Reduced Instruction Set Computing) mit einem vereinfachten, energieeffizienten Befehlssatz und sind heute in über 95 % aller Smartphones und Tablets verbaut. Durch Apples M-Chips (ab 2020) und Qualcomms Snapdragon X Elite (ab 2024) halten ARM-Prozessoren auch in Notebooks Einzug und treten dort gegen die klassische x86/x64-Architektur von Intel und AMD an.

RISC vs. CISC: Die Grundlage des ARM-Vorteils

Die ARM-Architektur basiert auf RISC (Reduced Instruction Set Computing) – einem Designprinzip, das auf wenige, einfache Befehle setzt. Im Gegensatz dazu steht CISC (Complex Instruction Set Computing), das Basis der Intel/AMD x86-Architektur:

Merkmal	RISC (ARM)	CISC (x86/x64 – Intel/AMD)
Befehlssatz	Klein, einfach, fest formatiert	Groß, komplex, variabel lang
Ausführung	Ein Befehl pro Takt (meist)	Mehrere Mikro-Ops nötig
Hardware-Komplexität	Geringer – einfacherer Decoder	Höher – komplexer Decoder nötig
Energieverbrauch	Sehr niedrig	Höher
Verbreitung	Smartphones, Tablets, Embedded	PCs, Notebooks, Server (traditionell)
Kompatibilität	Nicht mit x86-Software ohne Emulation	Breit – jahrzehnte­langer Software-Pool

Der entscheidende ARM-Vorteil: Durch den einfacheren Befehlsdecoder benötigt ein ARM-Prozessor weniger Transistoren und Energie für identische Arbeit. Das macht ARM ideal für mobile Geräte, wo Akkueffizienz entscheidend ist. Apples M-Chips zeigen, dass dieser Vorteil auch im Notebook-Segment deutlich messbar ist: MacBook Air mit M2 schafft über 18 Stunden Akkulaufzeit.

ARM Holdings: Das Lizenzmodell

ARM Holdings (gegründet 1990, heute Teil der SoftBank Group) ist ungewöhnlich in der Halbleiterindustrie: Das Unternehmen produziert selbst keine Chips, sondern verkauft Lizenzen auf seine Architektur-Designs. Verschiedene Hersteller implementieren diese Designs in ihre eigenen Chips:

• Apple: M1, M2, M3, M4 – eigenes Design basierend auf ARM-Architektur
• Qualcomm: Snapdragon-Chips für Smartphones und zunehmend Notebooks
• Samsung: Exynos-Chips für Galaxy-Geräte
• MediaTek: Dimensity-Chips für günstigere Android-Geräte
• Google: Tensor-Chips für Pixel-Smartphones

Dieser Ansatz ermöglicht eine enorme Vielfalt an ARM-basierten Chips, angepasst für spezifische Anwendungsfälle – von winzigen Mikrocontrollern in IoT-Sensoren bis zu Hochleistungschips für Server (AWS Graviton, Ampere Altra).

ARM auf Windows: Windows on ARM

Seit einigen Jahren versucht Microsoft, Windows auf ARM-Prozessoren zu bringen. Das Kernproblem: Der jahrzehnte­lange Software-Pool für Windows ist für x86/x64 entwickelt. Auf ARM laufen diese Programme nicht nativ, sondern müssen emuliert werden.

Die aktuelle Situation mit Windows 11 on ARM (Snapdragon X Elite, 2024):

• Native ARM64-Apps: Laufen mit voller Performance direkt auf ARM. Immer mehr Apps werden nativ portiert: Microsoft 365, Teams, Chrome, Firefox, VSCode.
• x64-Emulation: x64-Programme werden von Windows on ARM in Echtzeit emuliert. Performance: ca. 70–90 % der nativen Leistung für die meisten Apps – im Alltag oft kaum spürbar.
• 32-Bit-x86-Emulation: Funktioniert, aber 32-Bit-Software wird auf Windows 11 generell weniger unterstützt.
• Treiber: Ein kritischer Punkt. Nicht alle Hardwaretreiber existieren für ARM. Vor dem Kauf eines ARM-Notebooks sollten spezifische Peripheriegeräte und Software auf ARM-Kompatibilität geprüft werden.

ARM-Notebooks 2024/2025: Der aktuelle Stand

Nach Apples erfolgreichem Start mit M-Chips sind nun auch Windows-ARM-Notebooks mit Qualcomm Snapdragon X Elite und Snapdragon X Plus verfügbar. Erste Geräte wie das Lenovo ThinkPad T14s ARM, HP EliteBook X, Microsoft Surface Pro 11 und Samsung Galaxy Book 4 Edge zeigen vielversprechende Ergebnisse bei Akkulaufzeit und Performance.

Für den Refurbished-Markt sind ARM-Notebooks derzeit noch kaum vertreten – die ersten Geräte erschienen erst 2023/2024. Wer ein refurbished Notebook kauft, bekommt in der Regel weiterhin ein x64-Gerät mit Intel- oder AMD-Prozessor, was für Software-Kompatibilität nach wie vor der unkompliziertere Standard ist.

ARM vs. x64: Wann welche Plattform sinnvoll ist

• ARM (Apple M-Chips): Beste Akkulaufzeit, exzellente Performance für macOS-Anwendungen, aber eingeschränkt auf das Apple-Ökosystem
• ARM (Windows on Snapdragon X): Sehr gute Akkulaufzeit, zunehmend gute Software-Kompatibilität durch Emulation – aber noch nicht für jeden Workflow empfehlenswert
• x64 (Intel/AMD): Maximale Software-Kompatibilität, bewährte Plattform, breite Verfügbarkeit auch im Refurbished-Segment

SoC: ARM als System-on-Chip

Ein wesentlicher Unterschied zwischen ARM-Chips und klassischen x86-Prozessoren liegt im SoC-Ansatz (System-on-Chip): ARM-basierte Chips integrieren CPU, GPU, Neural Engine (NPU), Speicher-Controller, Bildverarbeitungs-Engine und andere Komponenten auf einem einzigen Chip. Das bringt mehrere Vorteile:

• Weniger Energieverlust durch Übertragungswege: Die kurzen internen Verbindungen zwischen CPU, GPU und Speicher-Controller sparen Energie und erhöhen die Geschwindigkeit.
• Gemeinsamer Speicher: Bei Apples M-Chips teilen CPU und GPU denselben hochperformanten Speicher (Unified Memory). Keine Daten müssen zwischen CPU- und GPU-Speicher kopiert werden.
• Kleinere Bauform: Ein einzelner Chip ermöglicht dünnere, leichtere Geräte als eine klassische PC-Plattform mit separaten Chips für CPU, Chipsatz und weitere Komponenten.

ARM-Versionen: Von ARMv7 bis ARMv9

Die ARM-Architektur hat sich seit den 1980er Jahren stark weiterentwickelt. Die relevanten aktuellen Versionen:

• ARMv7 (32-Bit): Historisch weit verbreitet, heute nur noch in Low-End-Geräten und Microcontrollern
• ARMv8 / AArch64 (64-Bit): Seit 2011 Standard für Smartphones und Tablets; basis für Apple A-Chips und aktuelle Snapdragon-Mobile-Chips
• ARMv9 (64-Bit, aktuell): Eingeführt 2021. Verbesserungen bei Sicherheit (Realm Management Extension, Pointer Authentication) und KI-Performance. Basis für aktuelle Premium-Chips (Snapdragon 8 Gen 3, Apple A17 Pro, Apple M4).

ARM und Energieeffizienz: Die Zahlen hinter dem Vorteil

Apples M3 Pro-Chip liefert in Anwendungs-Benchmarks Ergebnisse, die mit Intel Core Ultra und AMD Ryzen 7000 vergleichbar oder überlegen sind – bei etwa einem Drittel des Energieverbrauchs unter Last. Das liegt nicht allein an der ARM-Architektur, sondern an der Kombination aus:

• ARM RISC-Architektur mit einfachem Decoder
• Hochwertiger TSMC-Fertigung (3nm/4nm) – kleiner Fertigungsknoten = weniger Energie pro Transistor
• Optimiertem SoC-Design ohne ineffiziente Komponenten-Schnittstellen
• Apple-eigenen, für macOS optimierten Performance- und Efficiency-Kernen

Qualcomms Snapdragon X Elite (Windows on ARM) zeigt ähnliche Effizienzverbesserungen gegenüber x64-Plattformen und setzt damit neue Maßstäbe für Windows-Notebooks in Bezug auf Akkulaufzeit.

ARM und der Refurbished-Markt: Ausblick

Für den Refurbished-Markt wird ARM mittelfristig relevanter. Wenn die aktuellen ARM-Windows-Notebooks (2024/2025) nach 3–5 Jahren in den Refurbished-Kanal kommen, werden sie dort als besonders energie-effiziente und laufzeitstarke Optionen attraktiv sein. Bis dahin bleibt x64 der Standard im Refurbished-Segment. Wer heute ein refurbished Gerät sucht und maximale Software-Kompatibilität ohne Kompromisse möchte, ist mit einem x64-Notebook besser bedient.

Cortex-A, Cortex-M, Cortex-R: ARM-Core-Familien

ARM lizenziert nicht eine einzige Prozessorarchitektur, sondern verschiedene Core-Designs für unterschiedliche Anwendungsfälle:

• Cortex-A (Application): Für leistungsstarke Anwendungen – Smartphones, Tablets, Notebooks. Die Basis für Qualcomm Snapdragon, Apple M-Chips (als lizenziertes oder weiterentwickeltes Design) und Server-ARM-Chips.
• Cortex-M (Microcontroller): Für eingebettete Systeme mit niedrigem Stromverbrauch – IoT-Sensoren, Haushaltsgeräte, Medizintechnik. Sehr ressourcensparend, aber deutlich weniger leistungsstark.
• Cortex-R (Real-Time): Für Anwendungen mit Echtzeit-Anforderungen – Automobil-Elektronik, industrielle Steuerungen, Festplatten-Controller.

Für den Notebook-Bereich sind ausschließlich Cortex-A-basierte Designs relevant. Die konkreten Chips (Snapdragon X Elite, Apple M4) basieren auf ARM-Cortex-A-Designs – teils direkt von ARM lizenziert, teils von den Herstellern selbst weiterentwickelt (Apple verwendet stark modifizierte ARM-Kerne in seinen eigenen Designs).

ARM in Servern und Rechenzentren: Ein wachsender Markt

ARM beschränkt sich längst nicht mehr auf mobile Geräte. In Rechenzentren wächst ARM stark:

• AWS Graviton: Amazon Web Services betreibt eigene ARM-Serverchips. Graviton3 bietet laut AWS bis zu 40 % bessere Performance pro Watt als vergleichbare x86-Server.
• Ampere Altra: Eigenständiger ARM-Serverchip mit bis zu 192 Kernen, für Cloud-Workloads und Webserver optimiert.
• NVIDIA Grace: NVIDIA kombiniert ARM-CPU mit eigenem GPU – für KI-Rechenzentren.

Diese Entwicklung zeigt: ARM ist keine reine Mobile-Architektur mehr, sondern eine universelle Plattform, die von Microcontrollern bis zu Supercomputern reicht.

ARM vs. x86: Die Inkompatibilitätsprobleme in der Praxis

Das größte praktische Hindernis für ARM-Windows-Notebooks ist die Software-Kompatibilität. Nicht alle Windows-Programme laufen nativ auf ARM – sie werden durch die x64-Emulation ausgeführt, was in den meisten Fällen funktioniert, aber Ausnahmen hat:

• 32-Bit-x86-Software: Ältere 32-Bit-Programme, die nur auf x86-32-Prozessoren laufen, können auf ARM-Windows nicht emuliert werden. Moderne Software ist fast durchgehend 64-Bit.
• Treiber: Hardwaretreiber müssen nativ für ARM64 vorliegen. Viele Peripheriegeräte (ältere Drucker, spezielle Messgeräte) haben keine ARM-Treiber und funktionieren deshalb nicht.
• Virtualisierung: Hyper-V und VirtualBox auf ARM-Windows können x86-Gäste nicht ausführen – nur ARM-Gäste. Für Entwickler, die x86-VMs benötigen, ist ARM-Windows aktuell noch eine Einschränkung.
• Anti-Cheat-Software: Einige Game-Anti-Cheat-Systeme (Valorant, EAC) laufen nicht auf ARM-Windows. Für Gamer relevant, aber im Business-Kontext selten ein Problem.

ARM-Notebooks für den Business-Einsatz: Wann sinnvoll?

Für welche Business-Nutzer sind ARM-Notebooks 2024/2025 eine gute Wahl?

• MacBook-Nutzer im Apple-Ökosystem: Apples M-Chips sind ausgereift, die Software-Kompatibilität ist exzellent für macOS-Anwendungen. Für reine Apple-Nutzer die erste Wahl.
• Nutzer mit Fokus auf Akkulaufzeit: ARM-Windows-Notebooks (Snapdragon X Elite) bieten 15–20 Stunden Akkulaufzeit – deutlich mehr als x64-Geräte gleicher Klasse.
• Nutzer mit Standard-Software: Wer hauptsächlich Office 365, Teams, Chrome und E-Mail nutzt, hat kaum Kompatibilitätsprobleme. Diese Apps sind alle nativ für ARM64 verfügbar.

Wer spezialisierte Branchensoftware, ältere Treiber oder x86-VMs benötigt, ist mit x64-Plattformen (Intel/AMD) derzeit noch sicherer bedient.

ARM-Lizenzmodell: Warum kein Hersteller eigene ARM-CPUs von Grund auf baut

Ein häufiges Missverständnis: „ARM macht Prozessoren.“ Das stimmt nicht. ARM Holdings entwickelt Prozessor-Architekturen und Referenz-Designs und lizenziert diese an Chiphersteller. Die Lizenznehmer bauen dann eigene Chips basierend auf diesen Designs – oder entwickeln eigene Kerne, die die ARM-Instruktionssatz-Architektur implementieren.

Das Lizenzmodell hat ARM zu einem einzigartigen Unternehmen gemacht: Es hat keine eigene Chip-Fertigung (fab-less), liefert keine fertigen Prozessoren, aber steckt in fast jedem Mobilgerät weltweit. Drei Arten von ARM-Lizenzen:

• Architektur-Lizenz: Der Lizenznehmer darf eigene CPU-Kerne entwickeln, die die ARM-Instruktionssatz-Architektur implementieren. Apple nutzt diese Variante für die M-Chip-Kerne – die Kerne sind komplett intern bei Apple entwickelt, folgen aber dem ARM-Befehlssatz.
• Core-Lizenz: Der Lizenznehmer verwendet fertige Cortex-Kern-Designs von ARM ohne wesentliche Änderungen. Qualcomm und MediaTek nutzen für viele ihrer Chips diese Variante mit ARM Cortex-A-Kernen.
• Optimierte Core-Lizenz: Erweitertes Design mit eigenen Anpassungen am ARM-Grundkern. Mittelweg zwischen voller Eigenentwicklung und reiner Lizenz.

ARM-Geschichte: Von Acorn bis Apple

ARM entstand 1990 als Joint Venture zwischen Acorn Computers (britischer PC-Hersteller), Apple Computer und VLSI Technology. Acorn hatte bereits seit 1985 eigene RISC-Prozessoren für seine Computer entwickelt – die ersten ARM-Prozessoren. Apple war an einem energieeffizienten Prozessor für den Newton PDA interessiert. Das gemeinsame Unternehmen wurde als Advanced RISC Machines Ltd. gegründet, woraus das Kürzel ARM stammt.

Ironischerweise kehrte Apple 2020 mit den M1-Chips zu ARM zurück – nach 15 Jahren Intel-Prozessoren in Macs. Die Apple M-Chips nutzen die ARM-Architektur-Lizenz und sind intern bei Apple vollständig neu entwickelt worden. Das Ergebnis übertraf in vielen Benchmarks Intel-Prozessoren gleicher Leistungsklasse bei einem Bruchteil des Energieverbrauchs und markierte den Startpunkt für das breite Interesse an ARM-basierten Windows-Notebooks.

FAQ zu ARM