ARM procesorius- mobilusis procesorius išmaniesiems telefonams ir planšetiniams kompiuteriams.

Šioje lentelėje rodomi visi šiuo metu žinomi ARM procesoriai. Atsiradus naujiems modeliams ARM procesorių lentelė bus pildoma ir atnaujinama. Šioje lentelėje CPU ir GPU našumui įvertinti naudojama sąlyginė sistema. ARM procesoriaus našumo duomenys buvo paimti iš įvairių šaltinių, daugiausia remiantis testų, tokių kaip: Minimalus balas, Antutu, GFXBench.

Mes nepretenduojame į absoliutų tikslumą. Visiškai tiksliai reitinguoti ir įvertinti ARM procesorių našumą neįmanoma dėl tos paprastos priežasties, kad kiekvienas iš jų tam tikrais atžvilgiais turi pranašumų, bet kai kuriais atžvilgiais atsilieka nuo kitų ARM procesorių. ARM procesorių lentelė leidžia matyti, įvertinti ir, svarbiausia, Palyginkite skirtingus SoC (System-On-Chip) sprendimus. Naudodamiesi mūsų lentele, galite palyginti mobiliuosius procesorius ir pakanka tiksliai sužinoti, kaip yra jūsų būsimo (ar esamo) išmaniojo telefono ar planšetinio kompiuterio ARM širdis.

Čia palyginome ARM procesorius. Mes peržiūrėjome ir palyginome procesoriaus ir GPU našumą skirtinguose SoC (System-on-Chip). Tačiau skaitytojui gali kilti keletas klausimų: kur naudojami ARM procesoriai? Kas yra ARM procesorius? Kuo ARM architektūra skiriasi nuo x86 procesorių? Pabandykime visa tai suprasti pernelyg nesigilindami į detales.

Pirma, apibrėžkime terminologiją. ARM yra architektūros pavadinimas ir kartu jos plėtrai vadovaujančios įmonės pavadinimas. Santrumpa ARM reiškia (Advanced RISC Machine arba Acorn RISC Machine), kuri gali būti išversta kaip: išplėstinė RISC mašina. ARM architektūra sujungia 32 ir 64 bitų mikroprocesorių branduolių šeimą, kurią sukūrė ir licencijavo ARM Limited. Iš karto noriu pastebėti, kad bendrovė ARM Limited užsiima išskirtinai branduolių ir jiems skirtų įrankių (derinimo įrankių, kompiliatorių ir kt.) kūrimu, bet ne pačių procesorių gamyba. Bendrovė ARM Limited parduoda ARM procesorių gamybos licencijas tretiesiems asmenims. Čia yra dalinis įmonių, turinčių licenciją gaminti ARM procesorius šiandien, sąrašas: AMD, Atmel, Altera, Cirrus Logic, Intel, Marvell, NXP, Samsung, LG, MediaTek, Qualcomm, Sony Ericsson, Texas Instruments, nVidia, Freescale... ir daugelis kitų.

Kai kurios įmonės, gavusios licenciją gaminti ARM procesorius, kuria savo branduolių versijas pagal ARM architektūrą. Kaip pavyzdį galime pavadinti: DEC StrongARM, Freescale i.MX, Intel XScale, NVIDIA Tegra, ST-Ericsson Nomadik, Qualcomm Snapdragon, Texas Instruments OMAP, Samsung Hummingbird, LG H13, Apple A4/A5/A6 ir HiSilicon K3.

Šiandien jie dirba su ARM pagrįstais procesoriais beveik bet kokia elektronika: PDA, mobilieji telefonai ir išmanieji telefonai, skaitmeniniai grotuvai, nešiojamieji žaidimų pultai, skaičiuotuvai, išorinis sunkus diskai ir maršrutizatoriai. Jie visi turi ARM branduolį, todėl galime tai pasakyti RANKA- mobilieji procesoriai išmaniesiems telefonams ir tabletės.

ARM procesorius atstovauja a SoC, arba „sistema mikroschemoje“. SoC sistemoje arba „sistemoje mikroschemoje“, be paties procesoriaus, gali būti ir kitų dalių. pilnavertis kompiuteris. Tai apima atminties valdiklį, I/O prievado valdiklį, grafikos branduolį ir geografinės padėties nustatymo sistemą (GPS). Jame taip pat gali būti 3G modulis ir daug daugiau.

Jei laikytume atskirą ARM procesorių šeimą, tarkime, Cortex-A9 (ar bet kurį kitą), negalima teigti, kad visi tos pačios šeimos procesoriai turi vienodą našumą arba visi yra aprūpinti GPS moduliu. Visi šie parametrai stipriai priklauso nuo lusto gamintojo ir nuo to, ką ir kaip jis nusprendė įdiegti savo gaminyje.

Kuo skiriasi ARM ir X86 procesoriai?? Pati RISC (Reduced Instruction Set Computer) architektūra reiškia sumažintą instrukcijų rinkinį. Tai atitinkamai lemia labai saikingas energijos sąnaudas. Galų gale, bet kurio ARM lusto viduje yra daug mažiau tranzistorių nei jo atitikmuo iš x86 linijos. Nepamirškite, kad SoC sistemoje visi periferiniai įrenginiai yra vienoje lustoje, todėl ARM procesorius gali būti dar efektyvesnis. ARM architektūra iš pradžių buvo sukurta skaičiuoti tik sveikųjų skaičių operacijas, skirtingai nei x86, kuri gali veikti su slankiojo kablelio skaičiavimais arba FPU. Neįmanoma aiškiai palyginti šių dviejų architektūrų. Tam tikrais atžvilgiais ARM turės pranašumą. O kai kur yra atvirkščiai. Jei bandysite atsakyti į klausimą viena fraze: kuo skiriasi ARM ir X86 procesoriai, atsakymas bus toks: ARM procesorius nežino komandų skaičiaus, kurį žino x86 procesorius. O tie, kurie žino, atrodo daug trumpesni. Tai turi ir pliusų, ir minusų. Kad ir kaip būtų, pastaruoju metu viskas rodo, kad ARM procesoriai pradeda lėtai, bet užtikrintai pasivyti ir kai kuriais atžvilgiais net lenkia įprastus x86 procesorius. Daugelis atvirai skelbia, kad ARM procesoriai greitai pakeis x86 platformą namų kompiuterių segmente. Kaip jau žinome, 2013 metais kelios visame pasaulyje žinomos kompanijos visiškai atsisakė tolesnės netbookų gamybos ir pasirinko planšetinius kompiuterius. Na, o kaip bus iš tikrųjų, parodys laikas.

Stebėsime rinkoje jau esančius ARM procesorius.

Visi, kas domisi mobiliosiomis technologijomis, yra girdėję apie ARM architektūrą. Tačiau daugumai žmonių tai asocijuojasi su planšetinių kompiuterių ar išmaniųjų telefonų procesoriais. Kiti juos taiso, paaiškindami, kad tai ne pats akmuo, o tik jo architektūra. Tačiau beveik nė vienas iš jų tikrai nesidomėjo, kur ir kada iš tikrųjų atsirado ši technologija.

Tuo tarpu ši technologija plačiai paplitęs tarp daugelio modernių dalykėlių, kurių kasmet vis daugėja. Be to, įmonės, pradėjusios kurti ARM procesorius, vystymosi kelyje yra vienas įdomus atvejis, kurį paminėti ne nuodėmė, galbūt kažkam tai taps pamoka ateičiai.

ARM architektūra manekenams

Santrumpa ARM slepia gana sėkmingą britų kompaniją ARM Limited IT technologijų srityje. Tai reiškia Advanced RISC Machines ir yra vienas didžiausių pasaulyje 32 bitų RISC procesoriaus architektūros, kuri maitina daugumą nešiojamų įrenginių, kūrėjų ir licencijų išdavėjų.

Tačiau būdinga, kad pati įmonė negamina mikroprocesorių, o tik kuria ir licencijuoja savo technologijas kitoms šalims. Visų pirma, ARM mikrovaldiklio architektūrą perka šie gamintojai:

• Atmel.
• Cirrus logika.
• Intel.
• Apple.
• nVidia.
• HiSilicon.
• Marvell.
• Samsung.
• Qualcomm.
• Sony Ericsson.
• Teksaso instrumentai.
• Broadcom.

Kai kurie iš jų žinomi plačiajai skaitmeninių programėlių vartotojų auditorijai. Didžiosios Britanijos korporacijos ARM duomenimis, bendras jų technologija pagamintų mikroprocesorių skaičius siekia daugiau nei 2,5 mlrd. Yra keletas mobiliųjų akmenų serijų:

• ARM7 – taktinis dažnis 60-72 MHz, aktualus nebrangiems mobiliesiems telefonams.
• ARM9/ARM9E – dažnis jau didesnis, apie 200 MHz. Tokiais mikroprocesoriais aprūpinti funkcionalesni išmanieji telefonai ir asmeniniai skaitmeniniai asistentai (PDA).

„Cortex“ ir ARM11 yra modernesnės mikroprocesorių šeimos, palyginti su ankstesne ARM mikrovaldiklio architektūra, pasižyminčios iki 1 GHz taktiniu dažniu ir pažangiomis skaitmeninio signalo apdorojimo galimybėmis.

Populiarūs „Marvell“ xScale mikroprocesoriai (iki 2007 m. vasaros vidurio projektas buvo „Intel“ žinioje) iš tikrųjų yra išplėstinė ARM9 architektūros versija, papildyta Wireless MMX instrukcijų rinkiniu. Šis sprendimas„Intel“ buvo orientuota į daugialypės terpės programų palaikymą.

ARM technologija reiškia 32 bitų mikroprocesoriaus architektūrą su sumažintu instrukcijų rinkiniu, kuris vadinamas RISC. Remiantis skaičiavimais, ARM procesorių naudojimas sudaro 82% visų pagamintų RISC procesorių skaičiaus, o tai rodo gana plačią 32 bitų sistemų aprėpties sritį.

Daugelis elektroninių įrenginių yra aprūpinti ARM procesoriaus architektūra, ir tai yra ne tik PDA ir Mobilieji telefonai, bet ir nešiojamąsias žaidimų konsoles, skaičiuotuvus, kompiuterių periferiniai įrenginiai, tinklo įranga ir daug daugiau.

Maža kelionė laiku atgal

Perkelkime įsivaizduojamą laiko mašiną kelerius metus atgal ir pabandykime išsiaiškinti, nuo ko viskas prasidėjo. Galima drąsiai teigti, kad ARM yra gana monopolistas savo srityje. O tai patvirtina ir faktas, kad didžioji dauguma išmaniųjų telefonų ir kitų elektroninių skaitmeninių įrenginių yra valdomi mikroprocesoriais, sukurtais naudojant šią architektūrą.

1980 m. buvo įkurta „Acorn Computers“, kuri pradėjo kurti asmeninius kompiuterius. Todėl ARM anksčiau buvo pristatytas kaip Acorn RISC mašinos.

Po metų vartotojams buvo pristatyta namų BBC Micro PC versija su pačia pirmąja ARM procesoriaus architektūra. Tai buvo sėkminga, tačiau lustas negalėjo susidoroti su grafikos užduotimis, o kitos galimybės, pavyzdžiui, „Motorola 68000“ ir „National Semiconductor 32016“ procesoriai, taip pat nebuvo tinkamos.

Tada įmonės vadovybė sumanė sukurti savo mikroprocesorių. Inžinieriai susidomėjo nauja procesoriaus architektūra, kurią išrado vietinio universiteto absolventai. Jis tiesiog naudojo sumažintą instrukcijų rinkinį arba RISC. O pasirodžius pirmajam kompiuteriui, kurį valdė „Acorn Risc Machine“ procesorius, sėkmė atėjo gana greitai – 1990 metais buvo sudaryta sutartis tarp britų prekės ženklo ir „Apple“. Tai pažymėjo naujo mikroschemų rinkinio kūrimo pradžią, o tai savo ruožtu paskatino suformuoti visą kūrimo komandą, vadinamą „Advanced RISC Machines“ arba ARM.

Nuo 1998 m. įmonė pakeitė pavadinimą į ARM Limited. O dabar ARM architektūros gamyboje ir diegime specialistai nebedalyvauja. Ką tai davė? Tai niekaip neįtakojo įmonės plėtros, nors pagrindinė ir vienintelė įmonės kryptis buvo technologijų plėtra, taip pat licencijų pardavimas trečiųjų šalių įmonėms, kad jos galėtų naudotis procesoriaus architektūra. Tuo pačiu metu kai kurios įmonės įgyja teises į paruoštus branduolius, o kitos pagal įsigytą licenciją aprūpina procesorius savo branduoliais.

Remiantis kai kuriais duomenimis, įmonės pajamos iš kiekvieno tokio sprendimo yra 0,067 $. Tačiau ši informacija yra vidutiniška ir pasenusi. Lustų rinkinių branduolių skaičius kasmet auga, todėl šiuolaikinių procesorių kaina lenkia senesnius modelius.

Taikymo sritis

Būtent mobiliųjų įrenginių kūrimas atnešė didžiulį ARM Limited populiarumą. O kai plačiai paplito išmaniųjų telefonų ir kitų nešiojamų elektroninių prietaisų gamyba, energiją taupantys procesoriai iškart atsirado. Įdomu, ar yra Linux ant rankos architektūros?

ARM plėtros kulminacija įvyko 2007 m., kai buvo atnaujinta partnerystė su Apple prekės ženklu. Po to vartotojams buvo pristatytas pirmasis „iPhone“, pagrįstas ARM procesoriumi. Nuo to laiko tokia procesoriaus architektūra tapo beveik bet kurio pagaminto išmaniojo telefono, kurį galima rasti tik šiuolaikinėje mobiliojo ryšio rinkoje, komponentu.

Galima sakyti, kad beveik kiekvienas modernus elektroninis įrenginys, kurį reikia valdyti procesoriumi, yra kažkaip aprūpintas ARM lustais. Ir tai, kad tokia procesoriaus architektūra palaiko daugybę operacinių sistemų, ar tai būtų „Linux“, „Android“, „iOS“ ar „Windows“, yra neabejotinas pranašumas. Tarp jų yra „Windows embedded CE 6.0 Core“ taip pat palaikoma rankos architektūra. Ši platforma skirta delniniams kompiuteriams, mobiliesiems telefonams ir įterptinėms sistemoms.

Išskirtinės x86 ir ARM savybės

Daugelis vartotojų, kurie daug girdėjo apie ARM ir x86, šiek tiek painioja šias dvi architektūras. Tačiau jie turi tam tikrų skirtumų. Yra du pagrindiniai architektūros tipai:

• CISC (Complex Instruction Set Computing).
• Kompiuterija).

CISC apima x86 procesorius (Intel arba AMD), RISC, kaip jau supratote, apima ARM šeimą. „X86“ ir „arm“ architektūros turi savo gerbėjų. ARM specialistų, akcentavusių energijos vartojimo efektyvumą ir paprasto instrukcijų rinkinio naudojimą, pastangomis procesoriams tai buvo labai naudinga – mobiliojo ryšio rinka pradėjo sparčiai vystytis, o daugelis išmaniųjų telefonų beveik prilygo kompiuterių galimybėms.

Savo ruožtu „Intel“ visada garsėjo tuo, kad gamina didelio našumo procesorius pralaidumas staliniams, nešiojamiesiems kompiuteriams, serveriams ir net superkompiuteriams.

Šios dvi šeimos savaip užkariavo vartotojų širdis. Bet koks jų skirtumas? Yra keletas skiriamųjų bruožų ar net bruožų, pažvelkime į svarbiausius iš jų.

Apdorojimo galia

Pradėkime analizuoti skirtumus tarp ARM ir x86 architektūros su šiuo parametru. RISC profesorių specialybė – naudoti kuo mažiau instrukcijų. Be to, jie turėtų būti kuo paprastesni, o tai suteikia pranašumų ne tik inžinieriams, bet ir programinės įrangos kūrėjams.

Filosofija čia paprasta – jei instrukcijos paprastos, tai už reikiamą grandinę Jums nereikia per daug tranzistorių. Dėl to kažkam atlaisvinama papildoma erdvė arba lustų dydžiai sumažėja. Dėl šios priežasties ARM mikroprocesoriai pradėjo integruoti periferinius įrenginius, tokius kaip grafikos procesoriai. Pavyzdys yra „Raspberry Pi“ kompiuteris, kuriame yra minimalus komponentų skaičius.

Tačiau paprastos instrukcijos kainuoja. Norint atlikti tam tikras užduotis, reikalingos papildomos instrukcijos, dėl kurių paprastai sunaudojama daugiau atminties ir pailgėja užduočių atlikimo laikas.

Skirtingai nuo rankinio procesoriaus architektūros, CISC lustų instrukcijos, pvz., „Intel“ sprendimai, gali atlikti sudėtingas užduotis labai lanksčiai. Kitaip tariant, RISC pagrįstos mašinos atlieka operacijas tarp registrų ir dažniausiai reikalauja, kad programa prieš atlikdama operaciją į registrą įkeltų kintamuosius. CISC procesoriai gali atlikti operacijas keliais būdais:

• tarp registrų;
• tarp registro ir atminties vietos;
• tarp atminties ląstelių.

Bet tai tik dalis skiriamieji bruožai, pereikime prie kitų ženklų analizės.

Energijos sąnaudos

Priklausomai nuo įrenginio tipo, energijos suvartojimas gali turėti skirtingą reikšmę. Sistemai, kuri yra prijungta prie nuolatinio maitinimo šaltinio (elektros tinklo), energijos suvartojimas tiesiog neribojamas. Tačiau mobilieji telefonai ir kiti elektroniniai prietaisai visiškai priklauso nuo energijos valdymo.

Kitas skirtumas tarp rankos ir x86 architektūros yra tas, kad pirmosios energijos suvartojimas yra mažesnis nei 5 W, įskaitant daugybę susijusių paketų: GPU, periferinius įrenginius, atmintį. Šią mažą galią lemia mažesnis tranzistorių skaičius kartu su santykinai mažas greitis(jei lyginame su stalinių kompiuterių procesoriais). Kartu tai turi įtakos produktyvumui – sudėtingos operacijos užtrunka ilgiau.

„Intel“ branduolių struktūra yra sudėtingesnė, todėl jų energijos sąnaudos yra žymiai didesnės. Pavyzdžiui, didelio našumo Intel I-7 procesorius sunaudoja apie 130 W energijos, mobiliosios versijos – 6-30 W.

Programinė įranga

Gana sunku palyginti šį parametrą, nes abu prekės ženklai yra labai populiarūs savo ratuose. Įrenginiai, pagrįsti arm-architektūros procesoriais, puikiai veikia su mobiliosiomis operacinėmis sistemomis (Android ir kt.).

Įrenginiai, kuriuose veikia „Intel“ procesoriai, gali veikti tokias platformas kaip „Windows“ ir „Linux“. Be to, abi mikroprocesorių šeimos yra draugiškos su Java programomis.

Analizuojant architektūrų skirtumus, galima tvirtai pasakyti vieną dalyką – ARM procesoriai daugiausia valdo mobiliųjų įrenginių energijos sąnaudas. Pagrindinis staliniams kompiuteriams skirtų sprendimų tikslas – užtikrinti aukštą našumą.

Nauji pasiekimai

ARM kompanija dėl savo kompetentingos politikos visiškai perėmė mobiliojo ryšio rinkos kontrolę. Tačiau ateityje ji nesiruošia tuo sustoti. Neseniai buvo pristatyta nauja branduolių plėtra: Cortex-A53 ir Cortex-A57, kurios gavo vieną svarbų atnaujinimą – 64 bitų skaičiavimo palaikymą.

A53 branduolys yra tiesioginis ARM Cortex-A8 įpėdinis, kuris, nors ir nebuvo labai didelis, suvartojo minimalų energijos kiekį. Kaip pažymi ekspertai, architektūros energijos suvartojimas sumažėja 4 kartus, o našumo požiūriu jis nenusileis Cortex-A9 branduoliui. Ir tai nepaisant to, kad A53 šerdies plotas yra 40% mažesnis nei A9.

A57 branduolys pakeis Cortex-A9 ir Cortex-A15. Tuo pačiu metu ARM inžinieriai teigia, kad našumas padidėjo fenomenaliai – tris kartus didesnis nei A15 branduolio. Kitaip tariant, A57 mikroprocesorius bus 6 kartus greitesnis už Cortex-A9, o energijos vartojimo efektyvumas bus 5 kartus geresnis nei A15.

Apibendrinant galima pasakyti, kad „cortex“ serija, būtent pažangesnė a53, skiriasi nuo savo pirmtakų didesniu našumu, atsižvelgiant į vienodai aukštą energijos vartojimo efektyvumą. Net Cortex-A7 procesoriai, kurie yra įdiegti daugumoje išmaniųjų telefonų, negali konkuruoti!

Tačiau vertingiau yra tai, kad rankos žievės a53 architektūra yra komponentas, leidžiantis išvengti problemų, susijusių su atminties trūkumu. Be to, prietaisas lėčiau iškraus akumuliatorių. Dėl naujo produkto šios problemos dabar liks praeityje.

Grafiniai sprendimai

Be procesorių kūrimo, ARM dirba su Mali serijos grafikos greitintuvų diegimu. Ir pats pirmasis iš jų – Mali 55. LG Renoir telefone buvo sumontuotas šis greitintuvas. Ir taip, tai yra įprasčiausias mobilusis telefonas. Tik jame GPU nebuvo atsakingas už žaidimus, o tik teikė sąsają, nes, vertinant pagal šiuolaikinius standartus, grafikos procesorius turi primityvias galimybes.

Tačiau pažanga nenumaldomai skraido į priekį, todėl, siekdama neatsilikti nuo laiko, ARM turi ir pažangesnių modelių, aktualių vidutinės kainos išmaniesiems telefonams. Tai apie apie bendrą GPU Mali-400 MP ir Mali-450 MP. Nors jie turi mažą našumą ir ribotą API rinkinį, tai netrukdo jiems rasti pritaikymo šiuolaikinėje aplinkoje mobilieji modeliai. Ryškus pavyzdys – telefonas Zopo ZP998, kuriame aštuonių branduolių MTK6592 lustas yra suporuotas su Mali-450 MP4 grafikos greitintuvu.

Konkurencingumas

Šiuo metu ARM dar niekas neprieštarauja, ir tai daugiausia dėl to, kad tuo metu buvo priimtas teisingas sprendimas. Tačiau kažkada, savo kelionės pradžioje, kūrėjų komanda dirbo kurdama kompiuterių procesorius ir net bandė konkuruoti su tokiu milžinu kaip „Intel“. Tačiau net ir pakeitus veiklos kryptį įmonei sekėsi sunkiai.

O kai visame pasaulyje žinomas kompiuterių prekės ženklas „Microsoft“ sudarė sutartį su „Intel“, kiti gamintojai tiesiog neturėjo šansų – „Windows“ operacinė sistema atsisakė dirbti su ARM procesoriais. Kaip neatsispirti gcam emuliatoriams rankų architektūrai?! Kaip apie Intel, tada, stebėdama ARM Limited sėkmės bangą, ji taip pat bandė sukurti procesorių, kuris būtų vertas konkurentas. Šiuo tikslu „Intel Atom“ lustas buvo prieinamas plačiajai visuomenei. Tačiau tai užtruko daug ilgiau nei ARM Limited. O lustas pradėtas gaminti tik 2011 m., tačiau brangus laikas jau buvo prarastas.

Iš esmės „Intel Atom“ yra CISC procesorius su x86 architektūra. Specialistams pavyko pasiekti mažesnes energijos sąnaudas nei ARM sprendimuose. Tačiau visa programinė įranga, kuri išleista pagal mobiliosios platformos, prastai pritaikyta x86 architektūrai.

Galiausiai bendrovė pripažino visišką pamišimą priimtas sprendimas ir vėliau atsisakė mobiliųjų įrenginių procesorių gamybos. Vienintelis pagrindinis Intel Atom lustų gamintojas yra ASUS. Tuo pačiu metu šie procesoriai nenugrimzdo į užmarštį, jais masiškai komplektuojami nettopai ir kiti nešiojami įrenginiai.

Tačiau yra tikimybė, kad situacija pasikeis ir visų pamėgta Windows operacinė sistema palaikys ARM mikroprocesorius. Be to, imamasi žingsnių šia linkme, gal tikrai atsiras kažkas panašaus į gcam emuliatorius ARM architektūroje mobiliesiems sprendimams?! Kas žino, laikas parodys ir viskas atsistos į savo vietas.

ARM įmonės vystymosi istorijoje yra vienas įdomus taškas(pačioje straipsnio pradžioje taip ir buvo turėta omenyje). Kadaise „ARM Limited“ buvo pagrįsta „Apple“ ir tikėtina, kad visa ARM technologija priklausytų jai. Tačiau likimas lėmė kitaip – ​​1998 metais „Apple“ ištiko krizė, o vadovybė buvo priversta parduoti savo akcijų paketą. Šiuo metu jis lygiuojasi į kitus gamintojus ir lieka sau iPhone įrenginiai ir iPad pirkti technologijas iš ARM Limited. Kas galėjo žinoti, kaip viskas gali susiklostyti?!

Šiuolaikiniai ARM procesoriai gali atlikti sudėtingesnes operacijas. O artimiausiu metu įmonės vadovybė siekia žengti į serverių rinką, kuria neabejotinai domisi. Be to, šiais laikais, kai artėja daiktų interneto (IoT), įskaitant „išmaniuosius“ buitinius prietaisus, vystymosi era, galime prognozuoti dar didesnę ARM architektūros lustų paklausą.

Taigi „ARM Limited“ laukia toli gražu ne niūri ateitis! Ir vargu ar artimiausiu metu atsiras kas nors, galintis išstumti šį, be jokios abejonės, mobilųjį milžiną kuriant išmaniųjų telefonų ir kitų panašių elektroninių prietaisų procesorius.

Kaip išvada

ARM procesoriai greitai užvaldė mobiliųjų įrenginių rinką – visa tai dėka mažo energijos suvartojimo ir, nors ir ne itin didelio, bet vis tiek gero našumo. Šiuo metu ARM padėties galima tik pavydėti. Daugelis gamintojų naudoja jos technologijas, todėl „Advanced RISC Machines“ prilygsta tokiems milžinams procesorių kūrimo srityje kaip „Intel“ ir „AMD“. Ir tai nepaisant to, kad įmonė neturi savo produkcijos.

Kurį laiką mobiliojo prekės ženklo konkurente buvo to paties pavadinimo architektūros įmonė MIPS. Tačiau šiuo metu vis dar yra tik vienas rimtas konkurentas Intel Corporation asmenyje, nors jos vadovybė nemano, kad rankos architektūra gali kelti grėsmę jos rinkos daliai.

Be to, „Intel“ ekspertų teigimu, ARM procesoriai negali paleisti staliniams kompiuteriams skirtų operacinių sistemų versijų. Tačiau toks teiginys skamba šiek tiek nelogiškai, nes ultramobilių kompiuterių savininkai nenaudoja „sunkios“ programinės įrangos. Daugeliu atvejų jums reikia prieigos prie interneto, redaguoti dokumentus, klausytis medijos failų (muzikos, filmų) ir atlikti kitas paprastas užduotis. O ARM sprendimai puikiai susidoroja su tokiomis operacijomis.

Procesorius (CPU) yra pagrindinis bet kurio kompiuterio komponentas. Mobilusis telefonas ar kita išmanioji programėlė. Tai procesorius, kuris atlieka daugumą visų skaičiavimų ir užduočių, reikalingų įrenginiui, operacinei sistemai ir programoms paleisti. Todėl jo veikimas tiesiogiai veikia viso įrenginio veikimą. Jei procesorius nėra pakankamai greitas, vartotojas patirs užstrigimą, lėtą programų paleidimą ir sąsajos vėlavimą.

Atsižvelgiant į visa tai, kas išdėstyta pirmiau, nenuostabu, kad daugelis vartotojų domisi, koks procesorius yra įdiegtas jų įrenginyje. Šiame vadove apžvelgsime kelis būdus, kurie leis jums gauti šią informaciją ir sužinoti, kuris procesorius naudojamas jūsų Android telefone.

Norėdami sužinoti, kuris procesorius įdiegtas Android telefonas, taip pat pamatyti kitas jo savybes, turite įdiegti specialią programą. Deja, be to nebus įmanoma gauti reikiamos informacijos, nes standartiniai nustatymai„Android“ operacinė sistema tokios galimybės tiesiog nesuteikia. Vienas iš paprasčiausių ir patogios programos Norėdami peržiūrėti charakteristikas, naudokite CPU-Z įrankį.

CPU-Z yra populiarios procesoriaus identifikavimo programos „Android“ versija. CPU-Z programa leidžia sužinoti, kuris procesorius yra įdiegtas jūsų Android telefone, ir taip pat gauti Detali informacija apie jo savybes. Šioje programoje taip pat galite gauti kitos informacijos apie savo telefoną.

CPU-Z sąsaja susideda iš kelių skirtukų:

• SOC– informacija apie šiame Android įrenginyje įdiegtą procesorių. Čia galite rasti informacijos apie procesoriaus modelį, architektūrą (x86 arba ARM), branduolių skaičių, taktinį dažnį ir grafikos greitintuvo modelį.
• Sistema– Android įrenginio pavadinimas, gamintojas ir Android versija. Čia taip pat pateikiamos kai kurios kitos „Android“ įrenginio techninės charakteristikos. Pavyzdžiui, ekrano skiriamoji geba, pikselių tankis, RAM kiekis ir nuolatinė atmintis.
• Baterija– informacija apie akumuliatorių. Čia nurodomas akumuliatoriaus įkrovimo lygis, įtampa ir temperatūra.
• Jutikliai– duomenys iš „Android“ įrenginyje įdiegtų jutiklių. Atnaujinta realiu laiku.

Norėdami sužinoti, kuris procesorius yra jūsų Android telefone, turite įdiegti ir paleisti programą CPU-Z. Po to „SOC“ skirtuke prieš jus atsidarys CPU-Z programa. Čia pačiame ekrano viršuje bus nurodytas procesoriaus modelio pavadinimas. Taip pat čia galite rasti šios informacijos apie procesorių:

• Šerdžių skaičius.
• didelis.MAŽAI parama.
• Architektūra.
• Peržiūra.
• Technologinis procesas (techninis procesas).
• Laikrodžio dažniai.
• Dabartinis kiekvieno branduolio laikrodžio greitis.
• Grafikos greitintuvo gamintojas.
• Grafikos greitintuvo modelis.

Kaip peržiūrėti procesoriaus modelį AIDA64

Kita telefono specifikacijų programa, kurią verta apsvarstyti, yra AIDA64. Kaip ir ankstesnė programa, AIDA64 pirmą kartą pasirodė asmeniniame kompiuteryje ir tik tada buvo išleista versija, skirta Android.

Programa AIDA64 surenka didžiulį kiekį informacijos apie Android įrenginio aparatinę ir programinę įrangą ir pateikia ją vartotojui patogia forma. AIDA64 galite pamatyti technines procesoriaus, ekrano, baterijos, belaidžių modulių charakteristikas, laisvosios kreipties atmintis, grafikos greitintuvas ir jutikliai. Programoje taip pat pateikiama daug informacijos apie įdiegtas programas ir operacinės sistemos nustatymus. Tuo pačiu metu AIDA64 veikia ne tik telefonuose, bet ir kituose Android įrenginiai, Pavyzdžiui, išmanusis laikrodis arba televizoriai.

AIDA64 sąsają, skirtą „Android“, sudaro šie skyriai:

• Sistema – Bendra informacija apie telefoną. Įrenginio pavadinimas, gamintojas, RAM ir vidinės atminties kiekis.
• CPU– informacija apie įdiegtą procesorių ir jį techninės charakteristikos Oi.
• Ekranas– informacija apie įrenginio ekraną. Ekrano dydis, skiriamoji geba, pikselių tankis, atnaujinimo dažnis.
• Grynasis – tinklų kūrimo galimybes prietaisai. Mobiliojo ryšio operatoriaus informacija ir belaidžiai tinklai Bevielis internetas.
• Baterija- Informacija apie baterija. Akumuliatoriaus tipas, įkrovimo lygis, temperatūra, maitinimo įtampa, talpa, iškrovos greitis.
• Android– operacinės sistemos parametrai. Android versija, API lygis, techniniai parametrai.
• Prietaisai– duomenys apie prijungtus įrenginius. Čia galite rasti fotoaparato, pirštų atspaudų skaitytuvo ir kitų įrenginių charakteristikas.
• Temperatūra– esamos temperatūros reikšmės iš jutiklių.
• Jutikliai– visas telefone esančių jutiklių sąrašas. Čia galite peržiūrėti duomenis, gaunamus iš artumo jutiklio, giroskopo, barometro ir kt.
• Programos– visų įdiegtų programų sąrašas.
• Kodekai– visų įdiegtų kodekų (programų, skirtų darbui su garsu ir vaizdu) sąrašas.
• Aplankai– „Android“ operacinės sistemos sistemos aplankų sąrašas.
• Sistemos failai– Android operacinės sistemos sistemos failų sąrašas.

Norėdami sužinoti, koks procesorius įdiegtas jūsų telefone, turite atidaryti skyrių „CPU“. Čia pačiame ekrano viršuje bus nurodytas procesoriaus modelio pavadinimas. Taip pat čia galite rasti šios informacijos apie procesorių:

• Procesoriaus architektūra.
• Technologinis procesas.
• Instrukcijų rinkinys.
• Peržiūra.
• Šerdžių skaičius.
• Dažnių diapazonas.
• Srovės dažniai kiekvienam branduoliui.

Ieškokite techninių specifikacijų internete

Kaip matote, informacijos apie naudojamą procesorių gauti nėra sunku. Viskas, ką jums reikia padaryti, tai įdiegti vieną iš siūlomų programų ir išstudijuoti ten pateiktą informaciją. Jei jūsų telefonas neveikia arba negalite įdiegti nurodytos programos, tokiu atveju informacijos apie procesorių reikia ieškoti internete. Norėdami tai padaryti, tiesiog įveskite mobiliojo telefono pavadinimą į paieškos variklį ir išstudijuokite paieškos rezultatus.

Taip pat galite kreiptis į svetaines, kurių specializacija yra mobiliųjų telefonų charakteristikų rinkimas. Pavyzdžiui, galite eiti į, paieškoje įvesti telefono pavadinimą ir spustelėti rastą nuorodą.

Po to pamatysite puslapį su išsamias charakteristikas savo mobilųjį telefoną. Čia reikia rasti eilutę „Liestų rinkinys“. Jame bus nurodytas jūsų „Android“ įrenginyje įdiegto procesoriaus pavadinimas.

Jei gsmarena.com neturi reikiamos programėlės, pabandykite ieškoti. Taip pat yra didelė mobiliųjų telefonų duomenų bazė su išsamiomis kiekvieno įrenginio charakteristikomis.

Pirmieji ARM lustai pasirodė prieš tris dešimtmečius britų bendrovės „Acorn Computers“ (dabar „ARM Limited“) pastangomis, tačiau ilgam laikui buvo savo garsesnių brolių – x86 procesorių – šešėlyje. Viskas apsivertė aukštyn kojomis IT pramonei perėjus į pokompiuterių erą, kai vietoje kompiuteriai pradėjo viešpatauti mobiliosios programėlės.

Galbūt verta pradėti nuo to, kad x86 procesoriaus architektūra, kurią šiuo metu naudoja Intel ir AMD, naudoja CISC (Complex Instruction Set Computer) komandų rinkinį, nors ir ne gryna forma. Taigi, daug komandų, kurios yra sudėtingos savo struktūra, kuri ilgą laiką buvo išskirtinis bruožas CISC pirmiausia iššifruojami į paprastus ir tik tada apdorojami. Akivaizdu, kad visa ši veiksmų grandinė atima daug energijos.

Energiją taupanti alternatyva yra ARM architektūros lustai su RISC (Reduced Instruction Set Computer) instrukcijų rinkiniu. Jo pranašumas – iš pradžių nedidelis paprastų komandų rinkinys, kuris apdorojamas su minimaliomis pastangomis. Dėl to dabar rinkoje buitinė elektronika Taikiai (tiesą sakant, nelabai taikiai) sugyvena dvi procesorių architektūros – x86 ir ARM, kurių kiekviena turi savų privalumų ir trūkumų.

X86 architektūra yra universalesnė užduočių, kurias ji gali atlikti, požiūriu, įskaitant net ir daug išteklių reikalaujančias užduotis, tokias kaip nuotraukų, muzikos ir vaizdo įrašų redagavimas, taip pat duomenų šifravimas ir glaudinimas. Savo ruožtu ARM architektūra „išeina“ dėl itin mažo energijos suvartojimo ir apskritai pakankamas našumas svarbiausiems tikslams šiandien: piešti tinklalapius ir leisti medijos turinį.

„ARM Limited“ verslo modelis

Šiuo metu ARM Limited užsiima tik etaloninių procesorių architektūrų kūrimu ir jų licencijavimu. Kūrimas konkrečių modelių lustai ir jų tolesnė masinė gamyba jau yra ARM licencijų turėtojų, kurių yra labai daug, darbas. Tarp jų yra įmonių, žinomų tik siauruose sluoksniuose, kaip STMicroelectronics, HiSilicon ir Atmel, taip pat IT gigantų, kurių pavadinimai yra gerai žinomi - Samsung, NVIDIA ir Qualcomm. Visą licenciją turinčių įmonių sąrašą galima rasti atitinkamame oficialios ARM Limited svetainės puslapyje.

Tokį licencijų turėtojų skaičių pirmiausia lemia gausybė ARM procesoriams skirtų programų, o mobiliosios programėlės yra tik ledkalnio viršūnė. Įterptosiose sistemose naudojami nebrangūs ir energiją taupantys lustai, tinklo įranga Ir matavimo prietaisai. Mokėjimo terminalai, išoriniai 3G modemai ir sportiniai pulsometrai – visi šie įrenginiai yra pagrįsti ARM procesoriaus architektūra.

Anot analitikų, pati ARM Limited uždirba 0,067 USD autorinio atlyginimo už kiekvieną pagamintą lustą. Bet tai labai vidutinė suma, nes už kainą naujausia kelių branduolių procesoriaižymiai pranašesnis už senosios architektūros vieno branduolio lustus.

Vieno lusto sistema

Žvelgiant iš techninės pusės, vadinti ARM architektūros lustų procesorius nėra visiškai teisinga, nes, be vieno ar kelių skaičiavimo branduolių, juose yra nemažai susijusių komponentų. Šiuo atveju tinkamesni yra terminai vieno lusto sistema ir sistema-lustas (iš anglų kalbos sistemos yra lustas).

Taigi naujausios vieno lusto sistemos, skirtos išmaniesiems telefonams ir planšetiniams kompiuteriams, apima RAM valdiklį, grafikos greitintuvą, vaizdo dekoderį, garso kodeką ir papildomus modulius. bevielis ryšys. Labai specializuotuose lustuose gali būti papildomų valdiklių, skirtų sąsajai su periferiniais įrenginiais, tokiais kaip jutikliai.

Atskirus vieno lusto sistemos komponentus gali kurti tiesiogiai ARM Limited arba trečiųjų šalių įmonės. Ryškus to pavyzdys yra grafikos greitintuvai, kuriuos be ARM Limited (Mali grafika) kuria Qualcomm (Adreno grafika) ir NVIDIA (GeForce ULP grafika).

Nereikėtų pamiršti ir bendrovės „Imagination Technologies“, kuri nedaro nieko kito, kaip tik kuria PowerVR grafikos greitintuvus. Tačiau jai priklauso beveik pusė pasaulinės mobiliosios grafikos rinkos: „Apple“ ir „Amazon“ programėlės, „Samsung“ planšetiniai kompiuteriai Galaxy Tab 2 ir taip pat nebrangių išmaniųjų telefonų paremtas MTK procesoriais.

Pasenusios lustų kartos

Moraliai pasenusios, bet vis dar plačiai naudojamos procesorių architektūros yra ARM9 ir ARM11, kurios priklauso atitinkamai ARMv5 ir ARMv6 šeimoms.

ARM9. ARM9 lustai gali pasiekti 400 MHz taktinį dažnį ir greičiausiai yra jūsų belaidžio maršruto parinktuvo viduje ir senesniuose, bet vis dar patikimuose mobiliuosiuose telefonuose, tokiuose kaip Sony Ericsson K750i ir Nokia 6300. ARM9 lustams labai svarbus yra Jazelle instrukcijų rinkinys, leidžiantis patogiai dirbti. su Java programomis (Opera Mini, Jimm, Foliant ir kt.).

ARM11. ARM11 procesoriai gali pasigirti išplėstu instrukcijų rinkiniu, lyginant su ARM9, ir gerokai aukštesniu laikrodžio dažniu (iki 1 GHz), nors jų galios šiuolaikinėms užduotims taip pat neužtenka. Tačiau dėl mažo energijos suvartojimo ir, kas ne mažiau svarbu, kainos, ARM11 lustai vis dar naudojami pradinio lygio išmaniuosiuose telefonuose: Samsung Galaxy Pocket ir Nokia 500.

Šiuolaikinės kartos lustai

Visi daugiau ar mažiau nauji ARM architektūros lustai priklauso ARMv7 šeimai, kurios flagmanų atstovai jau pasiekė aštuonių branduolių ir per 2 GHz taktinį dažnį. Tiesiogiai „ARM Limited“ sukurti procesoriaus branduoliai priklauso „Cortex“ linijai ir dauguma vieno lusto sistemų gamintojų jas naudoja be reikšmingų pakeitimų. Tik „Qualcomm“ ir „Apple“ sukūrė savo modifikacijas ARMv7 pagrindu – pirmoji savo kūrinius vadino Scorpion ir Krait, o antroji – Swift.

ARM Cortex-A8. Istoriškai pirmasis ARMv7 šeimos procesoriaus branduolys buvo Cortex-A8, kuris sudarė tokių garsių savo laikų SoC kaip Apple A4 (iPhone 4 ir iPad) ir Samsung Hummingbird (Samsung Galaxy S ir Galaxy Tab) pagrindą. Jis demonstruoja maždaug dvigubai didesnį našumą, palyginti su pirmtaku ARM11. Be to, Cortex-A8 branduolys gavo NEON koprocesorių, skirtą didelės raiškos vaizdo apdorojimui ir palaikymui. Adobe papildinys Blykstė.

Tiesa, visa tai neigiamai paveikė Cortex-A8 energijos sąnaudas, kurios yra žymiai didesnės nei ARM11. Nepaisant to, kad ARM Cortex-A8 lustai vis dar naudojami biudžetinėse tabletėse (vieno lusto sistema Allwiner Boxchip A10), jų dienos rinkoje, matyt, suskaičiuotos.

ARM Cortex-A9. Po Cortex-A8, ARM Limited pristatė naujos kartos lustus – Cortex-A9, kuris dabar yra labiausiai paplitęs ir užima vidutinės kainos nišą. Cortex-A9 branduolių našumas išaugo maždaug tris kartus lyginant su Cortex-A8, taip pat galima sujungti du ar net keturis iš jų viename luste.

NEON koprocesorius tapo neprivalomas: NVIDIA kompanija Tegra 2 panaikino jį savo vieno lusto sistemoje, nusprendusi atlaisvinti daugiau vietos grafikos greitintuvui. Tiesa, nieko gero iš to neišėjo, nes dauguma vaizdo grotuvų programų vis dar rėmėsi laiko patikrintu NEON.

Būtent Cortex-A9 „valdymo“ laikais pasirodė pirmieji „ARM Limited“ pasiūlytos big.LITTLE koncepcijos diegimai, pagal kuriuos vieno lusto sistemos turi turėti ir galingus, ir silpnus, tačiau energiją taupančius procesorių branduolius. Pirmasis big.LITTLE koncepcijos įgyvendinimas buvo NVIDIA Tegra 3 lustas su keturiais Cortex-A9 branduoliais (iki 1,7 GHz) ir penktuoju energiją taupančiu papildomu šerdimi (500 MHz), skirta paprastoms foninėms užduotims atlikti.

ARM Cortex-A5 ir Cortex-A7. Kurdama Cortex-A5 ir Cortex-A7 procesorių branduolius, ARM Limited siekė to paties tikslo – pasiekti kompromisą tarp minimalių ARM11 energijos sąnaudų ir priimtino Cortex-A8 veikimo. Jie nepamiršo apie galimybę sujungti du ar keturis branduolius – pamažu prekyboje atsiranda kelių branduolių Cortex-A5 ir Cortex-A7 lustai (Qualcomm MSM8625 ir MTK 6589).

ARM Cortex-A15. Cortex-A15 procesoriaus branduoliai tapo logiška Cortex-A9 tęsiniu – dėl to pirmą kartą istorijoje ARM architektūros lustus pavyko apytiksliai palyginti savo našumu su Intel Atom, ir tai jau yra didžiulė sėkmė. Ne veltui kanoninis Sistemos reikalavimaiį Ubuntu Touch OS versiją, kurioje nurodytas visas daugiafunkcinis darbas dviejų branduolių procesorius ARM Cortex-A15 arba panašus Intel Atom.

Labai greitai bus parduodama daugybė NVIDIA Tegra 4 pagrindu sukurtų programėlių su keturiais ARM Cortex-A15 branduoliais ir penktuoju pagalbiniu Cortex-A7 branduoliu. Po NVIDIA „big.LITTLE“ koncepciją pasirinko „Samsung“: „Galaxy S4“ išmaniojo telefono „širdis“ buvo „Exynos 5 Octa“ lustas su keturiais „Cortex-A15“ branduoliais ir tiek pat energiją taupančių „Cortex-A7“ branduolių.

Ateities perspektyvos

„Cortex-A15“ lustų pagrindu veikiančios mobiliosios programėlės dar nepasirodė prekyboje, tačiau pagrindinės tolimesnės ARM architektūros plėtros tendencijos jau žinomos. ARM Limited jau oficialiai pristatė kitą ARMv8 procesorių šeimą, kurios atstovai būtinai bus 64 bitų. „Cortex-A53“ ir „Cortex-A57“ branduoliai atveria naują RISC procesorių erą: pirmasis efektyvus energiją, antrasis – didelio našumo, tačiau abu gali dirbti su dideliu kiekiu RAM.

Buitinės elektronikos gamintojai ARMv8 procesorių šeima kol kas ypač nesidomėjo, tačiau nauji licencijos turėtojai planuoja į serverių rinką pateikti ARM lustus: AMD ir Calxeda. Idėja novatoriška, tačiau turi teisę į gyvybę: tie patys NVIDIA Tesla grafikos greitintuvai, susidedantys iš daugybės paprastų branduolių, praktiškai įrodė savo efektyvumą kaip serverių sprendimai.

Šiuo metu yra dvi populiariausios procesorių architektūros. Tai x86, kuris buvo sukurtas dar devintajame dešimtmetyje ir naudojamas asmeninius kompiuterius ir ARM – modernesnis, leidžiantis padaryti procesorius mažesnius ir ekonomiškesnius. Jis naudojamas daugelyje mobiliųjų įrenginių ar planšetinių kompiuterių.

Abi architektūros turi savo privalumų ir trūkumų, taip pat taikymo sritis, tačiau taip pat yra bendrų bruožų. Daugelis ekspertų teigia, kad ARM yra ateitis, tačiau ji vis tiek turi trūkumų, kurių x86 neturi. Šiandieniniame mūsų straipsnyje apžvelgsime, kuo rankos architektūra skiriasi nuo x86. Pažvelkime į esminius ARM ir x86 skirtumus, taip pat pabandykime nustatyti, kuris yra geresnis.

Procesorius yra pagrindinis bet kurio kompiuterinio įrenginio komponentas, nesvarbu, ar tai išmanusis telefonas, ar kompiuteris. Jo našumas lemia, kaip greitai įrenginys veiks ir kiek laiko jis gali veikti naudojant akumuliatoriaus energiją. Paprasčiau tariant, procesoriaus architektūra yra instrukcijų rinkinys, kuris gali būti naudojamas programoms kurti ir yra įdiegtas aparatinėje įrangoje naudojant tam tikrus procesoriaus tranzistorių derinius. Jie leidžia programoms sąveikauti su aparatine įranga ir nustatyti, kaip duomenys bus perkelti į atmintį ir nuskaityti iš jos.

Šiuo metu yra dviejų tipų architektūros: CISC (Complex Instruction Set Computing) ir RISC (Reduced Instruction Set Computing). Pirmoji daro prielaidą, kad procesorius įdiegs instrukcijas visoms progoms, antrasis, RISC, kūrėjams iškelia užduotį sukurti procesorių su minimalių darbui reikalingų instrukcijų rinkiniu. RISC instrukcijos yra mažesnės ir paprastesnės.

x86 architektūra

X86 procesoriaus architektūra buvo sukurta 1978 m. ir pirmą kartą pasirodė „Intel“ procesoriuose ir yra CISC tipo. Jo pavadinimas paimtas nuo pirmojo procesoriaus su tokia architektūra modelio – Intel 8086. Laikui bėgant, dėl trūkumo geriausia alternatyva Kiti procesorių gamintojai, pavyzdžiui, AMD, taip pat pradėjo palaikyti šią architektūrą. Dabar tai yra stalinių kompiuterių, nešiojamųjų kompiuterių, internetinių kompiuterių, serverių ir kitų panašių įrenginių standartas. Tačiau kartais planšetiniuose kompiuteriuose naudojami x86 procesoriai, tai gana įprasta praktika.

Pirmasis Intel 8086 procesorius buvo 16 bitų talpos, vėliau 2000 metais buvo išleistas 32 bitų architektūros procesorius, dar vėliau pasirodė 64 bitų architektūra. Mes tai išsamiai aptarėme atskirame straipsnyje. Per šį laiką architektūra labai išsivystė, buvo pridėta naujų instrukcijų rinkinių ir plėtinių, kurie gali labai padidinti procesoriaus našumą.

x86 turi keletą reikšmingų trūkumų. Pirma, tai yra komandų sudėtingumas, jų painiava, atsiradusi dėl ilgos kūrimo istorijos. Antra, tokie procesoriai sunaudoja per daug energijos ir dėl to generuoja daug šilumos. x86 inžinieriai iš pradžių pasirinko maksimalaus našumo kelią, o greitis reikalauja išteklių. Prieš panagrinėdami skirtumus tarp rankos x86, pakalbėkime apie ARM architektūrą.

ARM architektūra

Ši architektūra buvo pristatyta šiek tiek vėliau už x86 – 1985 m. Jį sukūrė garsi britų kompanija Acorn, tuomet ši architektūra vadinosi Arcon Risk Machine ir priklausė RISC tipui, tačiau tuomet buvo išleista patobulinta jos versija Advanted RISC Machine, kuri dabar žinoma kaip ARM.

Kurdami šią architektūrą, inžinieriai užsibrėžė tikslą pašalinti visus x86 trūkumus ir sukurti visiškai naują bei efektyviausią architektūrą. ARM lustai turi minimalų energijos suvartojimą ir žema kaina, tačiau jų našumas buvo prastas, palyginti su x86, todėl iš pradžių jie nesulaukė didelio populiarumo asmeniniuose kompiuteriuose.

Skirtingai nuo x86, kūrėjai iš pradžių bandė gauti minimalios išlaidos išteklius jie turi mažiau procesoriaus instrukcijų, mažiau tranzistorių, bet atitinkamai ir mažiau visų rūšių papildomos funkcijos. Tačiau pastaraisiais metais ARM procesorių našumas gerėjo. Atsižvelgiant į tai ir mažas energijos sąnaudas, jie buvo pradėti labai plačiai naudoti mobiliuosius įrenginius, pvz., planšetiniai kompiuteriai ir išmanieji telefonai.

ARM ir x86 skirtumai

O dabar, kai pažvelgėme į šių architektūrų kūrimo istoriją ir esminius jų skirtumus, atlikime išsamų ARM ir x86 palyginimą, remdamiesi įvairiomis jų charakteristikomis, norėdami nustatyti, kuri yra geresnė, ir tiksliau suprasti, kokie yra jų skirtumai.

Gamyba

Gamyba x86 ir rankos skiriasi. Tik dvi įmonės gamina x86 procesorius: Intel ir AMD. Iš pradžių tai buvo viena įmonė, bet tai visiškai kita istorija. Tik šios įmonės turi teisę gaminti tokius procesorius, o tai reiškia, kad tik jos kontroliuos infrastruktūros plėtros kryptį.

ARM veikia labai skirtingai. Įmonė, kurianti ARM, nieko neišleidžia. Jie tiesiog išduoda leidimą kurti tokios architektūros procesorius, o gamintojai gali daryti viską, ko reikia, pavyzdžiui, pagaminti konkrečius lustus su jiems reikalingais moduliais.

Instrukcijų skaičius

Tai yra pagrindiniai arm ir x86 architektūros skirtumai. x86 procesoriai greitai vystėsi kaip galingesni ir našesni. Kūrėjai pridėjo daugybę procesoriaus instrukcijų ir yra ne tik pagrindinis rinkinys, bet ir gana daug komandų, be kurių būtų galima apsieiti. Iš pradžių tai buvo daroma siekiant sumažinti diske esančių programų užimamos atminties kiekį. Taip pat buvo sukurta daug apsaugos ir virtualizavimo, optimizavimo ir daug daugiau galimybių. Visa tai reikalauja papildomų tranzistorių ir energijos.

ARM yra paprastesnis. Čia yra daug mažiau procesoriaus instrukcijų, tik tos, kurių reikia operacinei sistemai ir kurios yra iš tikrųjų naudojamos. Jei palygintume x86, tai ten naudojama tik 30% visų galimų instrukcijų. Juos lengviau išmokti, jei nuspręsite rašyti programas ranka, be to, jiems įdiegti reikia mažiau tranzistorių.

Energijos sąnaudos

Kita išvada daroma iš ankstesnės pastraipos. Kuo daugiau tranzistorių plokštėje, tuo didesnis jos plotas ir energijos sąnaudos, taip pat yra atvirkščiai.

x86 procesoriai sunaudoja daug daugiau energijos nei ARM. Tačiau energijos suvartojimui įtakos turi ir paties tranzistoriaus dydis. Pavyzdžiui, Intel i7 procesorius sunaudoja 47 vatus, o bet kuris ARM išmaniojo telefono procesorius – ne daugiau kaip 3 vatus. Anksčiau buvo gaminamos plokštės, kurių vieno elemento dydis buvo 80 nm, tada „Intel“ pasiekė 22 nm sumažinimą, o šiais metais mokslininkai sugebėjo sukurti plokštę, kurios elemento dydis yra 1 nanometras. Tai žymiai sumažins energijos sąnaudas neprarandant našumo.

Pastaraisiais metais x86 procesorių energijos sąnaudos labai sumažėjo, pavyzdžiui, naujų Intel procesoriai„Haswell“ gali veikti ilgiau su akumuliatoriumi. Dabar skirtumas tarp rankos ir x86 pamažu nyksta.

Šilumos išsklaidymas

Tranzistorių skaičius turi įtakos kitam parametrui – šilumos generavimui. Šiuolaikiniai įrenginiai negali paversti visos energijos efektyviais veiksmais, dalis jos išsisklaido šilumos pavidalu. Plokščių efektyvumas yra vienodas, o tai reiškia, kad kuo mažiau tranzistorių ir kuo mažesnis jų dydis, tuo mažiau šilumos generuos procesorius. Čia nebekyla klausimas, ar ARM ar x86 generuos mažiau šilumos.

Procesoriaus našumas

ARM iš pradžių nebuvo sukurta siekiant maksimalaus našumo, čia x86 išsiskiria. Taip yra iš dalies dėl mažesnio tranzistorių skaičiaus. Tačiau pastaruoju metu ARM procesorių našumas didėja, ir jie jau gali būti visiškai naudojami nešiojamuosiuose kompiuteriuose ar serveriuose.

išvadas

Šiame straipsnyje apžvelgėme, kuo ARM skiriasi nuo x86. Skirtumai gana rimti. Tačiau pastaruoju metu riba tarp abiejų architektūrų buvo neryški. ARM procesoriai tampa našesni ir greitesni, o x86 procesoriai dėl sumažėjusio plokštės konstrukcinio elemento dydžio pradeda vartoti mažiau energijos ir generuoti mažiau šilumos. Jau galite rasti ARM procesorių serveriuose ir nešiojamuosiuose kompiuteriuose, o x86 – planšetiniuose kompiuteriuose ir išmaniuosiuose telefonuose.

Ką manote apie šiuos x86 ir ARM? Kokios technologijos jūsų nuomone yra ateitis? Rašyk komentaruose! Beje,.

Baigdami vaizdo įrašą apie ARM architektūros kūrimą: