Ubuntu su PC ARM: perché può risultare più veloce di Windows (anche con qualche limite hardware)

L’installazione di una distribuzione GNU/Linux continua a essere una delle operazioni più citate quando si parla di migliorare la reattività di hardware non recente o poco ottimizzato. Tra queste soluzioni, Ubuntu continua a rappresentare una delle porte d’ingresso più accessibili al mondo Linux.

Se si parla di supporto ARM, nonostante alcune limitazioni hardware — come il mancato funzionamento, almeno in partenza, di alcuni dispositivi come webcam, altoparlanti e configurazione multi-monitor, a seconda del dispositivo ARM utilizzato — l’esperienza d’uso risulta sorprendentemente fluida. Molto spesso il sistema appare più rapido rispetto alla configurazione precedente basata su Windows, dimostrando come Linux riesca spesso a valorizzare l’hardware anche quando il supporto non è ancora completo.

Ubuntu fu rilasciato per la prima volta nel 2004 da Canonical come distribuzione Linux orientata alla facilità d’uso. Nel tempo si è affermato come uno dei sistemi più diffusi sia sui desktop sia nei server. Le versioni moderne — come Ubuntu 24.04 LTS o le release intermedie come 25.10 — utilizzano componenti consolidati come l’ambiente grafico GNOME e il sistema di init systemd. L’architettura modulare consente di eseguire il sistema su un’ampia varietà di piattaforme hardware, dalle classiche CPU x86 ai chip ARM, sempre più presenti nei laptop di nuova generazione.

Prestazioni percepite: perché Ubuntu può sembrare più veloce

Molti utenti che installano Ubuntu per la prima volta segnalano immediatamente un aumento della reattività generale del sistema. In tanti sottolineano che laptop affaticati sotto il peso di Windows non sembrano mai essere stati così rapidi nell’utilizzo quotidiano.

Dal punto di vista tecnico, questa percezione deriva da diversi fattori.

Linux tende ad avere un consumo di risorse più contenuto rispetto a Windows. Il numero di servizi in background è inferiore e l’architettura del sistema operativo è progettata per essere modulare.

In Ubuntu i principali componenti di gestione del sistema includono systemd per il controllo dei servizi,  journald per il logging e NetworkManager per la gestione della rete. L’assenza di molti servizi proprietari riduce l’overhead complessivo della CPU.

In una installazione standard di Ubuntu, il numero di servizi attivi immediatamente dopo l’avvio tende a essere contenuto e più facilmente controllabile tramite strumenti come systemctl o con un’analisi del boot mediante systemd-analyze.

Il ruolo dello scheduler del kernel

Un ruolo importante è svolto anche dallo scheduler del kernel Linux, in particolare il Completely Fair Scheduler (CFS). Tale meccanismo distribuisce il tempo di CPU tra i processi in modo bilanciato, evitando che alcune applicazioni monopolizzino le risorse del sistema.

Nei processori ARM di nuova generazione, spesso progettati secondo l’architettura big.LITTLE — una configurazione che combina core “big” ad alte prestazioni con core “little” più efficienti dal punto di vista energetico —, le attività di elaborazione sono distribuite tra diversi tipi di core per bilanciare potenza di calcolo e consumo energetico.

Il kernel utilizza inoltre tecnologie come Energy Aware Scheduling (EAS) per assegnare i carichi di lavoro ai core più appropriati. I task leggeri sono eseguiti sui core a basso consumo energetico mentre i processi più pesanti indirizzati verso i core ad alte prestazioni. L’approccio migliora sia la velocità percepita sia l’efficienza energetica.

Ottimizzazione della memoria e gestione delle risorse

Anche la gestione della memoria contribuisce alla fluidità del sistema. Linux impiega diversi meccanismi avanzati per gestire in modo efficiente la memoria: tra questi vi sono una page cache molto aggressiva, cioè un sistema che mantiene in RAM una grande quantità di dati letti dal disco per velocizzare gli accessi successivi; la compressione della memoria tramite zswap, che riduce lo spazio occupato comprimendo temporaneamente le pagine di memoria prima di spostarle nello swap; strategie di memory overcommit controllato, che permettono al sistema di assegnare più memoria virtuale ai processi rispetto alla RAM realmente disponibile, basandosi su modelli predittivi per evitare esaurimenti improvvisi della memoria.

Sono tutti sistemi che permettono di sfruttare al massimo la RAM disponibile mantenendo elevate le prestazioni anche quando le risorse sono limitate.

Architettura ARM nei laptop moderni

Nei laptop ARM moderni l’integrazione hardware è molto più spinta rispetto ai sistemi tradizionali. I dispositivi sono spesso basati su System-on-a-Chip (SoC) che integrano numerosi componenti direttamente nel chip principale. Tra questi si trovano:

• GPU per l’elaborazione grafica;
• ISP (Image Signal Processor) per la gestione della webcam;
• controller audio;
• controller display;
• acceleratori AI o NPU.

Questa integrazione permette di ottenere dispositivi molto efficienti dal punto di vista energetico ma introduce anche una maggiore complessità nella gestione dei driver.

Il ruolo del kernel Linux nel supporto hardware

Il supporto hardware su Linux dipende in larga misura dal kernel e dai driver disponibili. Come abbiamo spiegato nel nostro articolo sui 5 falsi miti su Linux, l’hardware supportato dal “pinguino” è ormai estremamente ampio e comprende la maggior parte dei componenti moderni: processori, schede grafiche, controller di rete, dispositivi di archiviazione, periferiche USB e numerosi altri dispositivi integrati nei computer contemporanei.

Gran parte di questo supporto è direttamente integrato nel kernel Linux, cioè il nucleo del sistema operativo che gestisce la comunicazione tra software e hardware, mentre in altri casi è fornito tramite driver specifici sviluppati dalla comunità o dagli stessi produttori dei dispositivi.

Nel caso dei sistemi ARM, il processo di inizializzazione dell’hardware avviene tramite il Device Tree Blob (DTB), una struttura dati che descrive al kernel la configurazione delle periferiche presenti nel sistema.

Durante la fase di boot il kernel utilizza il device tree per:

• identificare le periferiche;
• inizializzare i controller hardware;
• caricare i driver appropriati.

Se il device tree non include tutte le periferiche oppure se i driver non sono ancora integrati nel kernel, alcune funzionalità del laptop possono restare non operative. Sui sistemi ARM, spesso può accadere con webcam basate su interfaccia MIPI CSI; pipeline audio con DSP dedicati; gestione avanzata dei display multipli; accelerazione grafica completa della GPU.

Accelerazione grafica e stack grafico Linux

Nei sistemi Ubuntu moderni il desktop environment GNOME utilizza sempre più frequentemente Wayland al posto del tradizionale server grafico Xorg.

Wayland offre diversi vantaggi tecnici: un flusso di rendering più semplice, una minore latenza nelle operazioni grafiche, un isolamento più efficace tra applicazioni.

Tuttavia, l’efficacia di Wayland dipende in larga misura dal supporto offerto dai driver GPU all’interno dello stack grafico di Linux, ossia l’insieme dei componenti software che gestiscono la grafica del sistema. Tra questi rivestono un ruolo centrale Mesa, la libreria open source che implementa standard grafici come OpenGL e Vulkan, e i driver open source integrati direttamente nel kernel Linux, responsabili della comunicazione tra il sistema operativo e l’hardware grafico.

Se il driver della GPU non supporta completamente il chip grafico presente nel SoC ARM, alcune operazioni di rendering possono essere eseguite dalla CPU, causando prestazioni inferiori o problemi di compatibilità.

Come alternativa a GNOME, esistono varianti di Ubuntu come Xubuntu (basata su XFCE) o Lubuntu (LXQt), che richiedono ancora meno risorse.

Le difficoltà con webcam e audio

Due delle periferiche che più frequentemente presentano problemi sui laptop ARM sono la webcam e il sistema audio.

Molte webcam integrate utilizzano sensori collegati tramite interfaccia MIPI CSI e richiedono un flusso complesso che coinvolge l’Image Signal Processor del SoC. Per funzionare correttamente sono necessari driver specifici integrati nel sottosistema Video4Linux (V4L2). Se il supporto per il sensore o per l’ISP non è presente nel kernel, la webcam può non essere riconosciuta dal sistema operativo.

Situazione simile per l’audio. Nei SoC ARM il sistema audio è spesso gestito mediante DSP dedicati configurati tramite il framework ALSA SoC (ASoC). Il funzionamento corretto richiede diversi componenti software: codec driver, machine driver specifici del dispositivo, configurazioni del bus audio.

L’assenza di uno di questi elementi può impedire il funzionamento degli altoparlanti interni o del microfono.

L’importanza degli aggiornamenti e delle nuove release

Proprio a causa della natura in evoluzione del supporto hardware, gli aggiornamenti del sistema operativo possono introdurre miglioramenti significativi.

Ogni nuova release di Ubuntu integra generalmente:

• versioni più recenti del kernel Linux;
• aggiornamenti dello stack grafico Mesa;
• miglioramenti nel supporto dei SoC ARM;
• nuove funzionalità nei sistemi audio come PipeWire.

Per questo motivo il suggerimento è quello di provare le versioni più recenti tramite una sessione live da chiavetta USB, verificando se il supporto hardware è migliorato prima di effettuare un aggiornamento completo. Ha senso testare anche le ultime release beta di Ubuntu.

Ubuntu tenta di semplificare la gestione tramite il sistema Additional Drivers, che permette di installare firmware e moduli proprietari direttamente dal gestore software.

Nel caso di hardware non ancora pienamente supportato, la comunità sviluppa driver alternativi oppure patch del kernel che vengono integrate nelle versioni successive. Per questa ragione aggiornare il sistema o passare a una release più recente può migliorare sensibilmente la compatibilità con dispositivi come GPU, schede Wi-Fi e controller audio.

Ubuntu come punto di ingresso nel mondo Linux

Abbiamo visto che, nonostante le critiche rivolte ad alcune decisioni prese da Canonical (l’azienda che sviluppa e mantiene Ubuntu), Ubuntu continua a rappresentare una distribuzione di riferimento nel mondo Linux per facilità d’uso, stabilità e ampia diffusione.

Per gli utenti che desiderassero un controllo più diretto sul sistema operativo e una configurazione più essenziale, Debian costituisce un’alternativa interessante: offre un’installazione più minimale, con un numero inferiore di programmi preinstallati, e non include per impostazione predefinita i pacchetti Snap. Si tratta di un formato di distribuzione del software introdotto da Canonical che consente di installare applicazioni isolate dal sistema ma che, secondo alcuni utenti, può risultare meno integrato e più pesante rispetto ai tradizionali pacchetti .deb utilizzati nativamente da Debian.

Tutto questo può ridurre ulteriormente il consumo di risorse, ma richiede una maggiore familiarità con la configurazione manuale del sistema.

Proprio di recente abbiamo parlato di Debian come il sistema il grado di offrire la migliore esperienza possibile con GPU Nvidia su Linux.

Linux su ARM: una piattaforma in rapida evoluzione

Linux riesce spesso a offrire prestazioni davvero notevoli anche su hardware non perfettamente supportato. Lato ARM, l’ecosistema sta evolvendo rapidamente.

Numerosi progetti stanno contribuendo a migliorare il supporto per questa architettura con l’integrazione di nuovi driver nel kernel Linux, lo sviluppo di driver open source per GPU ARM, miglioramenti nei compilatori GCC e LLVM, ottimizzazioni nel kernel per piattaforme ARM.

Con la crescita dei laptop ARM nel mercato consumer è probabile che il supporto Linux diventi sempre più completo.

Nel frattempo, molti utenti stanno scoprendo che anche con qualche limitazione hardware Ubuntu può trasformare un laptop in una macchina sorprendentemente veloce e reattiva.