SteamOS auf ARM: Wie geht das? FEX und Mesa machen das!

Das Gaming-Betriebssystem SteamOS, welches auf Arch Linux basiert und für die Verwendung des Steam-Clients optimiert wurde, läuft aufgrund seiner Basis nicht nur auf x86-Systemen wie dem Steam Deck und Desktop-PCs, sondern selbstredend auch auf Geräten mit einem SoC ("System-on-a-Chip") auf Basis der ARM64-Architektur wie dem Steam Frame. Doch wie werden die Spiele, welche zum einen für Windows und zum anderen für die x86-Architektur entwickelt wurden, lauffähig? FEX und Mesa machen das! Valve und dessen Entwicklungspartner Igalia erklären wie.

Unter normalen Umständen würden Windows-Spiele unter SteamOS, auch wenn die Gaming-Distribution selbst auf ARM-Prozessoren lauffähig ist, nur dann laufen, wenn diese auch in Form einer ARM-Portierung vorliegen. Dank Proton, welches auf der zu Windows kompatiblen Laufzeitumgebung Wine basiert, werden DirectX-Spiele zu Vulkan übersetzt, was aber bislang ausschließlich auf x86-Systemen möglich gewesen ist. Dank FEX, einem x86-64 Emulator für ARM64 unter Linux bewerkstelligen es die Entwickler, Proton für ARM-Systeme zu nutzen.

Um diese Barriere zu umgehen, wird eine Übersetzungsschicht namens FEX verwendet, um Anwendungen, die für x86-Chips kompiliert wurden, auf ARM-Chips auszuführen, indem der x86-Maschinen-Code entsprechend in ARM64-Maschinen-Code übersetzt wird. - Igalia -

Über die CPU hinaus brachte der im Steam Frame verwendete Grafikprozessor, der Qualcomm Adreno 750, auch seine ganz eigenen Herausforderungen mit sich, wenn es darum ging, Spiele sowie andere komplexe Arbeitslasten auf dem Steam Frame auszuführen. Dies erfordert einen absolut stabilen Vulkan-Grafiktreiber, welcher Korrektheit gewährleistet, Rendering-Fehler beseitigt und zugleich eine hohe Performance bieten und dabei dauerhaft aufrechterhalten kann.

Diese Kombination ist äußerst schwierig zu erreichen, und genau das haben wir für Valve mit Mesa3D Turnip, einem FOSS Vulkan-Treiber für Qualcomm Adreno GPUs, umgesetzt. - Igalia -

In ihrem ausführlichen Beitrag gehen die Entwickler von Igalia auch auf sämtliche Anpassungen, Vullan-Erweiterungen, DXVK, VKD3D-Proton und Zink ein und erläutern im Detail, wie SteamOS, Proton, FEX und das Steam Frame gemeinsam funktionieren und möchten ihre Bemühungen noch weiter intensivieren, um die (Windows-)Spiele unter Linux sowohl auf x86- als auch ARM64-Systemen noch besser zu machen.

Das Steam Frame basiert auf einem System-on-a-Chip ("SoC") mit ARM-Architektur und bringt den Qualcomm Snapdragon 8 Gen 3 mit Kryo-CPU und Adreno-GPU zum Einsatz. Insgesamt stehen so 6 ARM-Prozessorkerne mit 2,1 bis 3,3 GHz bereit, während die beiden LC-Displays mit 2.160 × 2.160 Pixeln auflösen und eine Bildwiederholrate von 72 bis 120 Hz bieten. In seinem "experimentellen" Betriebsmodus ermöglicht der Steam Frame sogar bis zu 144 Hz.

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Quelle: Igalia

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