ARM procesor je mobilni procesor za pametne telefone i tablete.

Ova tabela prikazuje sve trenutno poznate ARM procesore. Tabela ARM procesora će se dopunjavati i nadograđivati ​​kako se budu pojavljivali novi modeli. Ova tabela koristi uslovni sistem za procenu performansi CPU-a i GPU-a. Podaci o performansama ARM procesora uzeti su iz različitih izvora, uglavnom na osnovu rezultata testova kao što su: PassMark, Antutu, GFXBench.

Ne tražimo apsolutnu tačnost. Apsolutno tačno rang i procijeniti performanse ARM procesora nemoguće, iz jednostavnog razloga što svaki od njih ima prednosti na neki način, ali na neki način zaostaje za drugim ARM procesorima. Tabela ARM procesora vam omogućava da vidite, procijenite i, što je najvažnije, uporedi različite SoC-ove (System-On-Chip) rješenja. Koristeći naš sto, možete uporedite mobilne procesore i dovoljno je da saznate kako je tačno pozicionirano ARM srce vašeg budućeg (ili sadašnjeg) pametnog telefona ili tableta.

Ovdje smo uporedili ARM procesore. Pogledali smo i uporedili performanse CPU-a i GPU-a u različitim SoC-ovima (Sistem na čipu). Ali čitatelj može imati nekoliko pitanja: Gdje se koriste ARM procesori? Šta je ARM procesor? Po čemu se ARM arhitektura razlikuje od x86 procesora? Pokušajmo sve ovo razumjeti bez zalaženja previše u detalje.

Prvo, hajde da definišemo terminologiju. ARM je naziv arhitekture i ujedno ime kompanije koja vodi njen razvoj. Skraćenica ARM je skraćenica za (Advanced RISC Machine ili Acorn RISC Machine), što se može prevesti kao: napredna RISC mašina. ARM arhitektura kombinuje porodicu 32-bitnih i 64-bitnih mikroprocesorskih jezgara koje je razvio i licencirao ARM Limited. Odmah bih napomenuo da se kompanija ARM Limited bavi isključivo razvojem kernela i alata za njih (alati za otklanjanje grešaka, kompajleri itd.), ali ne i proizvodnjom samih procesora. Kompanija ARM Limited prodaje licence za proizvodnju ARM procesora trećim licima. Evo djelimične liste kompanija koje su danas licencirane za proizvodnju ARM procesora: AMD, Atmel, Altera, Cirrus Logic, Intel, Marvell, NXP, Samsung, LG, MediaTek, Qualcomm, Sony Ericsson, Texas Instruments, nVidia, Freescale... i mnogo više drugih.

Neke kompanije koje su dobile licencu za proizvodnju ARM procesora kreiraju sopstvene verzije jezgara zasnovane na ARM arhitekturi. Primjeri uključuju: 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 i HiSilicon K3.

Danas rade na ARM baziranim procesorima praktično bilo koja elektronika: PDA, mobilnih telefona i pametnih telefona, digitalni plejeri, prenosive igraće konzole, kalkulatori, eksterni hard diskovi i ruteri. Svi oni sadrže ARM jezgro, tako da možemo to reći ARM - mobilni procesori za pametne telefone i tablete.

ARM procesor predstavlja a SoC, ili "sistem na čipu". SoC sistem, ili „sistem na čipu“, može sadržati u jednom čipu, pored samog CPU-a, i preostale delove punopravnog računara. Ovo uključuje kontroler memorije, kontroler I/O porta, grafičko jezgro i sistem geopozicioniranja (GPS). Može sadržavati i 3G modul, kao i još mnogo toga.

Ako uzmemo u obzir posebnu porodicu ARM procesora, recimo Cortex-A9 (ili bilo koji drugi), ne može se reći da svi procesori iste porodice imaju iste performanse ili da su svi opremljeni GPS modulom. Svi ovi parametri jako zavise od proizvođača čipova i šta je i kako odlučio da implementira u svoj proizvod.

Koja je razlika između ARM i X86 procesora?? RISC (Reduced Instruction Set Computer) arhitektura sama po sebi podrazumijeva smanjeni skup instrukcija. Što shodno tome dovodi do vrlo umjerene potrošnje energije. Na kraju krajeva, unutar bilo kojeg ARM čipa postoji mnogo manje tranzistora od njegovog kolege iz x86 linije. Ne zaboravite da se u SoC sistemu svi periferni uređaji nalaze unutar jednog čipa, što omogućava ARM procesoru da bude još energetski efikasniji. ARM arhitektura je prvobitno bila dizajnirana za izračunavanje samo cjelobrojnih operacija, za razliku od x86, koji može raditi s izračunima s pomičnim zarezom ili FPU. Nemoguće je jasno uporediti ove dvije arhitekture. Na neki način, ARM će imati prednost. A negde je obrnuto. Ako pokušate odgovoriti na pitanje jednom frazom: koja je razlika između ARM i X86 procesora, onda će odgovor biti sljedeći: ARM procesor ne zna broj komandi koje poznaje x86 procesor. A oni koji znaju izgledaju mnogo niže. Ovo ima svoje prednosti i nedostatke. Kako god bilo, u posljednje vrijeme sve sugerira da ARM procesori polako, ali sigurno sustižu zaostatak, a na neki način čak i nadmašuju konvencionalne x86 procesore. Mnogi otvoreno izjavljuju da će ARM procesori uskoro zamijeniti x86 platformu u segmentu kućnih računara. Kao što već znamo, 2013. godine nekoliko svjetski poznatih kompanija potpuno je odustalo od dalje proizvodnje netbooka u korist tablet računara. Pa, šta će se zapravo desiti, pokazaće vreme.

Pratićemo ARM procesore koji su već dostupni na tržištu.

Svi koji su zainteresovani za mobilne tehnologije čuli su za ARM arhitekturu. Međutim, za većinu ljudi ovo je povezano sa procesorima tableta ili pametnih telefona. Drugi ih ispravljaju, pojašnjavajući da to nije sam kamen, već samo njegova arhitektura. Ali gotovo nikoga od njih sigurno nije zanimalo gdje i kada je ova tehnologija zapravo nastala.

U međuvremenu, ova tehnologija je široko rasprostranjena među brojnim modernim gadžetima, kojih je svake godine sve više. Osim toga, na putu razvoja kompanije koja je započela razvoj ARM procesora, postoji jedan zanimljiv slučaj, koji nije grijeh spomenuti, možda će nekome postati lekcija za budućnost.

ARM arhitektura za lutke

Skraćenica ARM krije prilično uspješnu britansku kompaniju ARM Limited u oblasti IT tehnologija. To je skraćenica od Advanced RISC Machines i jedan je od najvećih svjetskih programera i licenciranih za arhitekturu 32-bitnog RISC procesora koja pokreće većinu prenosivih uređaja.

Ali, karakteristično je da sama kompanija ne proizvodi mikroprocesore, već samo razvija i licencira svoju tehnologiju drugim stranama. Konkretno, arhitekturu ARM mikrokontrolera kupuju sljedeći proizvođači:

• Atmel.
• Cirrus Logic.
• Intel.
• Apple.
• nVidia.
• HiSilicon.
• Marvell.
• Samsung.
• Qualcomm.
• Sony Ericsson.
• Texas Instruments.
• Broadcom.

Neki od njih su poznati širokoj publici potrošača digitalnih uređaja. Prema podacima britanske korporacije ARM, ukupan broj mikroprocesora proizvedenih po njihovoj tehnologiji je više od 2,5 milijarde. Postoji nekoliko serija mobilnih kamenova:

• ARM7 - frekvencija takta 60-72 MHz, što je relevantno za jeftine mobilne telefone.
• ARM9/ARM9E - frekvencija je već viša, oko 200 MHz. Funkcionalniji pametni telefoni i personalni digitalni asistenti (PDA) opremljeni su takvim mikroprocesorima.

Cortex i ARM11 su modernije porodice mikroprocesora u poređenju sa prethodnom arhitekturom ARM mikrokontrolera, sa taktovima do 1 GHz i naprednim mogućnostima digitalne obrade signala.

Popularni xScale mikroprocesori iz Marvella (do sredine ljeta 2007. projekt je bio na raspolaganju Intelu) su zapravo proširena verzija ARM9 arhitekture, dopunjena Wireless MMX skupom instrukcija. Ovo Intelovo rješenje bilo je fokusirano na podršku multimedijalnih aplikacija.

ARM tehnologija se odnosi na 32-bitnu arhitekturu mikroprocesora koja sadrži smanjeni skup instrukcija, koji se naziva RISC. Prema proračunima, upotreba ARM procesora je 82% od ukupnog broja proizvedenih RISC procesora, što ukazuje na prilično široko područje pokrivenosti 32-bitnih sistema.

Mnogi elektronski uređaji opremljeni su arhitekturom ARM procesora, a to nisu samo PDA uređaji i mobilni telefoni, već i ručne konzole za igre, kalkulatori, periferni uređaji za računar, mrežna oprema i još mnogo toga.

Malo putovanje u prošlost

Vratimo zamišljenu vremensku mašinu nekoliko godina unazad i pokušajmo da shvatimo gde je sve počelo. Sa sigurnošću se može reći da je ARM pre monopolista u svojoj oblasti. A to potvrđuje i činjenica da se velikom većinom pametnih telefona i drugih elektroničkih digitalnih uređaja upravlja mikroprocesorima kreiranim pomoću ove arhitekture.

Godine 1980. osnovan je Acorn Computers i počeo sa proizvodnjom personalnih računara. Stoga je ARM ranije predstavljen kao Acorn RISC mašine.

Godinu dana kasnije, potrošačima je predstavljena kućna verzija BBC Micro PC-a sa prvom ARM procesorskom arhitekturom. Bio je to uspjeh, međutim, čip se nije mogao nositi s grafičkim zadacima, a druge opcije u obliku procesora Motorola 68000 i National Semiconductor 32016 također nisu bile prikladne za to.

Tada je menadžment kompanije razmišljao o stvaranju vlastitog mikroprocesora. Inženjeri su bili zainteresovani za novu arhitekturu procesora koju su izmislili diplomci lokalnog univerziteta. Koristio je samo smanjeni skup instrukcija ili RISC. A nakon pojave prvog kompjutera, kojim je upravljao procesor Acorn Risc Machine, uspjeh je došao prilično brzo - 1990. godine sklopljen je ugovor između britanskog brenda i Applea. Ovo je označilo početak razvoja novog čipseta, što je zauzvrat dovelo do formiranja čitavog razvojnog tima koji se naziva Advanced RISC Machines, ili ARM.

Počevši od 1998. godine, kompanija je promijenila ime u ARM Limited. A sada stručnjaci više nisu uključeni u proizvodnju i implementaciju ARM arhitekture. Šta je to dalo? To ni na koji način nije uticalo na razvoj kompanije, iako je glavni i jedini pravac kompanije bio razvoj tehnologija, kao i prodaja licenci trećim kompanijama kako bi mogle da koriste arhitekturu procesora. Istovremeno, neke kompanije stiču prava na gotova jezgra, dok druge opremaju procesore sopstvenim jezgrama po stečenoj licenci.

Prema nekim podacima, zarada kompanije na svakom takvom rješenju je 0,067 $. Ali ove informacije su prosječne i zastarjele. Broj jezgara u čipsetima svake se godine povećava, a shodno tome i cijena modernih procesora premašuje starije modele.

Područje primjene

Upravo je razvoj mobilnih uređaja donio ogromnu popularnost ARM Limited-u. A kada je proizvodnja pametnih telefona i drugih prenosivih elektronskih uređaja postala široko rasprostranjena, energetski efikasni procesori su odmah našli primenu. Pitam se da li postoji Linux na arhitekturi ruke?

Kulminacija razvoja ARM-a dogodila se 2007. godine, kada je obnovljeno partnerstvo sa brendom Apple. Nakon toga potrošačima je predstavljen prvi iPhone baziran na ARM procesoru. Od tada je takva arhitektura procesora postala neizostavna komponenta gotovo svakog proizvedenog pametnog telefona koji se može naći samo na modernom mobilnom tržištu.

Možemo reći da je skoro svaki savremeni elektronski uređaj koji treba da bude kontrolisan procesorom na neki način opremljen ARM čipovima. A činjenica da takva arhitektura procesora podržava mnoge operativne sisteme, bilo da je u pitanju Linux, Android, iOS i Windows, je neosporna prednost. Među njima je Windows embedded CE 6.0 Core; arhitektura ruke je takođe podržana. Ova platforma je dizajnirana za ručne računare, mobilne telefone i ugrađene sisteme.

Karakteristične karakteristike x86 i ARM-a

Mnogi korisnici koji su čuli dosta o ARM-u i x86 pomalo brkaju ove dvije arhitekture jedna s drugom. Međutim, oni imaju određene razlike. Postoje dva glavna tipa arhitekture:

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

CISC uključuje x86 procesore (Intel ili AMD), RISC, kao što već možete shvatiti, uključuje ARM porodicu. Arhitektura x86 i arm imaju svoje obožavatelje. Zahvaljujući naporima stručnjaka za ARM, koji su naglašavali energetsku efikasnost i upotrebu jednostavnog skupa uputstava, procesori su imali velike koristi od toga - tržište mobilnih uređaja počelo je ubrzano da se razvija, a mnogi pametni telefoni gotovo su se izjednačili sa mogućnostima računara.

Zauzvrat, Intel je oduvek bio poznat po proizvodnji procesora visokih performansi i propusnog opsega za desktop računare, laptopove, servere, pa čak i superkompjutere.

Ove dvije porodice su na svoj način osvojile srca korisnika. Ali u čemu je njihova razlika? Postoji nekoliko karakterističnih karakteristika ili čak karakteristika; pogledajmo najvažnije od njih.

Procesna snaga

Počnimo analizirati razlike između ARM i x86 arhitektura s ovim parametrom. Specijalnost profesora RISC-a je da koriste što manje instrukcija. Štaviše, trebali bi biti što jednostavniji, što im daje prednosti ne samo za inženjere, već i za programere softvera.

Filozofija je ovdje jednostavna - ako su upute jednostavne, onda željeni krug ne zahtijeva previše tranzistora. Kao rezultat toga, oslobađa se dodatni prostor za nešto ili se veličine čipova smanjuju. Iz tog razloga, ARM mikroprocesori su počeli da integrišu periferne uređaje kao što su grafički procesori. Primjer za to je Raspberry Pi računar, koji ima minimalan broj komponenti.

Međutim, jednostavne upute imaju svoju cijenu. Za obavljanje određenih zadataka potrebna su dodatna uputstva, što obično dovodi do povećanja potrošnje memorije i vremena za izvršenje zadataka.

Za razliku od arhitekture ručnih procesora, uputstva CISC čipova, kao što su rešenja kompanije Intel, mogu da obavljaju složene zadatke sa velikom fleksibilnošću. Drugim riječima, RISC-bazirane mašine izvode operacije između registara i obično zahtijevaju da program učita varijable u registar prije izvođenja operacije. CISC procesori su sposobni da izvršavaju operacije na nekoliko načina:

• između registara;
• između registra i memorijske lokacije;
• između memorijskih ćelija.

Ali ovo je samo dio karakterističnih karakteristika; prijeđimo na analizu ostalih karakteristika.

Potrošnja energije

U zavisnosti od tipa uređaja, potrošnja energije može imati različite stepene značaja. Za sistem koji je povezan na konstantan izvor energije (električna mreža), jednostavno nema ograničenja u potrošnji energije. Međutim, mobilni telefoni i drugi elektronski uređaji u potpunosti zavise od upravljanja napajanjem.

Još jedna razlika između arm i x86 arhitekture je ta što prva ima potrošnju energije manju od 5 W, uključujući mnoge povezane pakete: GPU, periferne uređaje, memoriju. Ova mala snaga je zbog manjeg broja tranzistora u kombinaciji sa relativno malim brzinama (ako povučemo paralelu sa desktop procesorima). U isto vrijeme, ovo ima utjecaj na produktivnost - složenim operacijama je potrebno više vremena da se završe.

Intel jezgre imaju složeniju strukturu i, kao rezultat, njihova potrošnja energije je znatno veća. Na primjer, Intel I-7 procesor visokih performansi troši oko 130 W energije, mobilne verzije - 6-30 W.

Softver

Po ovom parametru je prilično teško napraviti poređenje, jer su oba brenda veoma popularna u svojim krugovima. Uređaji bazirani na procesorima arm-arhitekture savršeno rade sa mobilnim operativnim sistemima (Android, itd.).

Mašine sa Intelovim procesorima mogu pokretati platforme kao što su Windows i Linux. Pored toga, obe porodice mikroprocesora su prijateljske sa aplikacijama napisanim u Javi.

Analizirajući razlike u arhitekturi, jedno se može reći sa sigurnošću – ARM procesori uglavnom upravljaju potrošnjom energije mobilnih uređaja. Glavni cilj desktop rješenja je pružiti visoke performanse.

Nova dostignuća

Kompanija ARM je svojom kompetentnom politikom u potpunosti preuzela kontrolu nad mobilnim tržištem. Ali u budućnosti se neće zaustaviti na tome. Nedavno je predstavljen novi razvoj jezgara: Cortex-A53 i Cortex-A57, koji je dobio jedno važno ažuriranje - podršku za 64-bitno računarstvo.

A53 jezgro je direktan nasljednik ARM Cortex-A8, koji, iako njegove performanse nisu bile visoke, imao je minimalnu potrošnju energije. Kao što stručnjaci primjećuju, potrošnja energije arhitekture smanjena je za 4 puta, a u pogledu performansi neće biti inferiorna u odnosu na Cortex-A9 jezgru. I to uprkos činjenici da je površina jezgre A53 40% manja od one kod A9.

A57 jezgro će zamijeniti Cortex-A9 i Cortex-A15. Istovremeno, ARM inžinjeri tvrde da su performanse fenomenalno povećane - tri puta veće nego kod A15 jezgre. Drugim riječima, A57 mikroprocesor će biti 6 puta brži od Cortex-A9, a njegova energetska efikasnost će biti 5 puta bolja od A15.

Da rezimiramo, Cortex serija, odnosno napredniji a53, razlikuje se od svojih prethodnika po većim performansama na pozadini jednako visoke energetske efikasnosti. Čak ni Cortex-A7 procesori, koji su instalirani na većini pametnih telefona, ne mogu se takmičiti!

Ali ono što je vrednije je to što je arhitektura korteksa ruke a53 komponenta koja će vam omogućiti da izbegnete probleme povezane sa nedostatkom memorije. Osim toga, uređaj će sporije prazniti bateriju. Zahvaljujući novom proizvodu, ovi problemi će sada biti stvar prošlosti.

Grafička rješenja

Pored razvoja procesora, ARM radi na implementaciji grafičkih akceleratora serije Mali. A prvi od njih je Mali 55. LG Renoir telefon je opremljen ovim akceleratorom. I da, ovo je najobičniji mobilni telefon. Samo u njemu GPU nije bio odgovoran za igre, već je samo renderovao interfejs, jer, sudeći po savremenim standardima, grafički procesor ima primitivne mogućnosti.

Ali napredak neumoljivo leti naprijed i stoga, kako bi išao u korak s vremenom, ARM ima i naprednije modele koji su relevantni za pametne telefone srednje cijene. Govorimo o uobičajenim GPU Mali-400 MP i Mali-450 MP. Iako imaju niske performanse i ograničen skup API-ja, to ih ne sprječava da nađu primjenu u modernim mobilnim modelima. Upečatljiv primjer je Zopo ZP998 telefon, u kojem je osmojezgarni MTK6592 čip uparen sa Mali-450 MP4 grafičkim akceleratorom.

Konkurentnost

Trenutno se ARM-u još niko ne protivi, a to je uglavnom zbog činjenice da je tada donesena ispravna odluka. Ali nekada davno, na početku svog puta, tim programera je radio na kreiranju procesora za računare i čak je pokušao da se takmiči sa takvim gigantom kao što je Intel. Ali čak i nakon promjene smjera djelatnosti, kompanija je imala problema.

A kada je svjetski poznati kompjuterski brend Microsoft sklopio ugovor sa Intelom, drugi proizvođači jednostavno nisu imali šanse - Windows operativni sistem je odbio da radi sa ARM procesorima. Kako se ne može oduprijeti korištenju gcam emulatora za arhitekturu ruku?! Što se tiče Intela, posmatrajući talas uspeha kompanije ARM Limited, on je takođe pokušao da stvori procesor koji bi bio dostojan konkurent. U tu svrhu, Intel Atom čip je stavljen na raspolaganje široj javnosti. Ali to je trajalo mnogo duže nego ARM Limited. A čip je ušao u proizvodnju tek 2011. godine, ali dragocjeno vrijeme je već izgubljeno.

U suštini, Intel Atom je CISC procesor sa x86 arhitekturom. Stručnjaci su uspjeli postići manju potrošnju energije nego kod ARM rješenja. Međutim, sav softver koji je objavljen za mobilne platforme je slabo prilagođen x86 arhitekturi.

Na kraju, kompanija je prepoznala potpunu veličinu odluke i nakon toga odustala od proizvodnje procesora za mobilne uređaje. Jedini veliki proizvođač Intel Atom čipova je ASUS. Istovremeno, ovi procesori nisu potonuli u zaborav, njima se masovno opremaju netbookovi, nettopovi i drugi prijenosni uređaji.

Međutim, postoji mogućnost da se situacija promeni i svima omiljeni Windows operativni sistem će podržavati ARM mikroprocesore. Osim toga, poduzimaju se koraci u tom smjeru, možda se zaista pojavi nešto poput gcam emulatora na ARM arhitekturi za mobilna rješenja?! Ko zna, vrijeme će pokazati i sve će biti postavljeno na svoje mjesto.

Postoji jedna zanimljiva tačka u istoriji razvoja kompanije ARM (na samom početku članka se mislilo na to). Nekada davno, ARM Limited je bio baziran na Appleu i vjerovatno je da je sva ARM tehnologija pripadala njemu. Međutim, sudbina je odlučila drugačije - 1998. godine Apple je bio u krizi, a menadžment je bio prisiljen prodati svoj udio. Trenutno je u rangu sa drugim proizvođačima i ostaje da kupi tehnologiju od ARM Limited za svoje iPhone i iPad uređaje. Ko je mogao znati kako bi stvari mogle ispasti?!

Moderni ARM procesori su sposobni za izvođenje složenijih operacija. A u bliskoj budućnosti, menadžment kompanije ima za cilj ulazak na tržište servera, za koje je nesumnjivo zainteresovan. Štaviše, u našem modernom vremenu, kada se približava era razvoja Interneta stvari (IoT), uključujući i „pametne“ kućne aparate, možemo predvidjeti još veću potražnju za čipovima sa ARM arhitekturom.

Dakle, ARM Limited ima daleko od sumorne budućnosti pred sobom! I teško da će se u bliskoj budućnosti naći neko ko može istisnuti ovog, bez sumnje, mobilnog giganta u razvoju procesora za pametne telefone i druge slične elektronske uređaje.

Kao zaključak

ARM procesori su brzo preuzeli tržište mobilnih uređaja, a sve zahvaljujući niskoj potrošnji energije i, iako ne baš visokim, ali ipak dobrim performansama. Trenutno se na stanju stvari u ARM-u može samo pozavidjeti. Mnogi proizvođači koriste njegove tehnologije, što Advanced RISC Machines stavlja u rang sa takvim divovima u oblasti razvoja procesora kao što su Intel i AMD. I to uprkos činjenici da kompanija nema vlastitu proizvodnju.

Neko vrijeme konkurent mobilnom brendu bila je kompanija MIPS s istoimenom arhitekturom. Ali trenutno postoji samo jedan ozbiljan konkurent u osobi Intel Corporation, iako njen menadžment ne vjeruje da arhitektura ruke može predstavljati prijetnju njegovom tržišnom udjelu.

Takođe, prema stručnjacima iz Intela, ARM procesori nisu u stanju da pokreću desktop verzije operativnih sistema. Međutim, takva izjava zvuči pomalo nelogično, jer vlasnici ultramobilnih računara ne koriste "teški" softver. U većini slučajeva potreban vam je pristup Internetu, uređivanje dokumenata, slušanje medijskih datoteka (muzika, filmovi) i drugi jednostavni zadaci. A ARM rješenja se dobro nose s takvim operacijama.

ARMv6 i ARMv7 su generacije mobilne procesorske arhitekture kompanije ARM Limited na osnovu 32-bitnih uputstava.

ARM arhitektura prilično uobičajeno na tržištu koje je ranije pripadalo isključivo desktop procesorima popularnih arhitektura kao što su Intel x86/64 i AMD64. Danas, zahvaljujući ARMv6 ili ARMv7, procesor modernih televizora, kućnih kina i druge poznate opreme može stane u tvoju ruku.

Glavna niša za ARM mobilnu arhitekturu postali su pametni telefoni, tableti i drugi slični mobilni uređaji. Ovih dana 95% pametnih telefona već koristi procesore ARM arhitekture, kao i polovina pametnih televizora i 90% tvrdih diskova. A zbog svoje “preživljivosti” na jednom punjenju baterije i prihvatljivih performansi, uređaji sa ugrađenim procesorima ARM arhitekture zamenili su čitavu liniju “netbook-ova”, postajući tableti sa priključnim stanicama, što je uređaju omogućilo skoro ceo dan rada umesto samo nekoliko sati kao i ranije i dao je neki skok u performansama zbog niske cijene samih procesora, prisustva višejezgrenih rješenja i visokog potencijala za overclocking.

Ključne karakteristike ovih arhitektura:

• ARMv6 zvanično ne podržava Flash.(U svakom slučaju, od sredine 2012. Google je potpuno napustio Flash na Android platformi, pa podrška za ovu tehnologiju više nije relevantna).
• ARMv7 se često nalazi u višejezgrenim mobilnim procesorima, dok je šesta generacija ograničena na samo jedno fizičko i logičko jezgro.
• Aplikacije kreirane za ARMv7 imaju veću ukupnu težinu i zahtijevaju više namjenske RAM memorije od sličnih programa koji rade samo sa ARMv6.
• ARMv7 procesori su moćniji od prethodne generacije.
• Igre i programi razvijeni za ARMv6 su po defaultu kompatibilni sa ARMv7, ali ne i obrnuto.
• Činjenica da jedna ili druga aplikacija podržava ARMv6 i ARMv7 u isto vrijeme ne znači uvijek poboljšane grafičke performanse na potonjoj arhitekturi. U ovom slučaju preporučujemo da se osvrnete na procesore Nvidia i Tegra. Imaju zasebnu prodavnicu s igračkama s većim detaljima i drugim grafičkim dodacima koji nisu dostupni na drugim uređajima koji ne koriste Tegra.
• Standardna ARMv7 frekvencija takvih procesora je nominalna od 1 GHz i više, što se ne može reći za ARMv6.
• Igre za armv7 znatno više nego ispod ruke v6.
• Mnoge popularne aplikacije za video plejer (npr mx player armv6) zahtijeva preuzimanje i instaliranje dodatnog seta kodeka za arhitekturu procesora armv6 ili armv7, bez kojih nećete postići hardversko ubrzanje.

Često postavljana pitanja - odgovori:

Želim da preuzmem igru, ali opis sadrži upozorenje da je ova igra kompatibilna samo sa ARMv7 ili ima dve verzije odvojeno za ARMv6 i ARMv7, respektivno, šta da preuzmem?

Saznajte na bilo koji vama poznat način tačan naziv procesora koji se koristi u vašem uređaju, a zatim ga pronađite na posebno određenoj stranici na Wikipediji i odredite verziju arhitekture koja se koristi; dobar primjer ovoga puta će biti Snapdragon procesori iz poznate kompanije Qualcomm, čija se stranica nalazi na sljedećem linku:

Nakon što instaliram Android aplikaciju sa resursa treće strane, odbija se pokrenuti, što da radim?

Uvjerite se da verzija vašeg operativnog sistema odgovara kompatibilnim Android verzijama ove aplikacije, a također saznajte kojoj generaciji ARM arhitekture odgovara vaš procesor i, ako je ARMv7 i noviji, onda u 99,9% bilo koji relativno novi program ili igru mora barem barem će se pokrenuti dok se licenca, neke tehničke karakteristike i drugi podaci o prepoznavanju uređaja ne provjere, te dodatni podaci keš memorije aplikacije ako je potrebno. Osim toga, neće škoditi prerano oslobađanje RAM-a od aktivnih pozadinskih procesora ako je slobodan prostor ne ispunjava minimalne zahtjeve određene igre. Preporučujemo da zadržite 256, ili još bolje 512 megabajta besplatne RAM memorije.

Pronađite danas armv7 telefoni mnogo lakše nego prije par godina, jer... Ova mikroprocesorska arhitektura je već dosegla proračunsko područje tržišta mobilnih pametnih telefona, ali za vlasnike "starih" ovaj članak može zaista biti koristan.

Ovdje nismo objavili trenutnu listu uređaja raznih verzija ARM-a, jer se ova lista stalno ažurira i jednostavno je nemoguće pratiti. Preporučujemo da odmah potražite svoj uređaj na stranicama Wikipedije posvećene jednom ili drugom mobilnom procesoru.

Danas postoje dvije najpopularnije arhitekture procesora. Ovo je x86, koji je razvijen još 80-ih godina i koristi se u personalnim računarima i ARM-u - moderniji, koji procesore čini manjim i ekonomičnijim. Koristi se u većini mobilnih uređaja ili tableta.

Obje arhitekture imaju svoje prednosti i nedostatke, kao i područja primjene, ali postoje i zajedničke karakteristike. Mnogi stručnjaci kažu da je ARM budućnost, ali i dalje ima neke nedostatke koje x86 nema. U našem današnjem članku ćemo pogledati kako se arhitektura ruke razlikuje od x86. Pogledajmo fundamentalne razlike između ARM-a i x86 i pokušajmo da utvrdimo šta je bolje.

Procesor je glavna komponenta svakog računarskog uređaja, bilo da se radi o pametnom telefonu ili računaru. Njegove performanse određuju koliko će brzo uređaj raditi i koliko dugo može raditi na bateriju. Jednostavno rečeno, arhitektura procesora je skup instrukcija koje se mogu koristiti za sastavljanje programa i koje se implementiraju u hardver koristeći određene kombinacije procesorskih tranzistora. Oni omogućavaju programima interakciju sa hardverom i određuju kako će se podaci prenijeti u memoriju i čitati iz nje.

Trenutno postoje dvije vrste arhitektura: CISC (Complex Set Instruction Computing) i RISC (Reduced Set Instruction Computing). Prvi pretpostavlja da će procesor implementirati instrukcije za sve prilike, drugi, RISC, postavlja programerima zadatak da kreiraju procesor sa skupom minimalnih instrukcija potrebnih za rad. RISC instrukcije su manje i jednostavnije.

x86 arhitektura

Arhitektura x86 procesora razvijena je 1978. godine i prvi put se pojavila u Intelovim procesorima i CISC je tipa. Njegovo ime je uzeto po modelu prvog procesora sa ovom arhitekturom - Intel 8086. Vremenom, u nedostatku bolje alternative, drugi proizvođači procesora, na primjer, AMD, počeli su podržavati ovu arhitekturu. Sada je standard za desktop računare, laptopove, netbookove, servere i druge slične uređaje. Ali ponekad se x86 procesori koriste u tabletima, to je prilično uobičajena praksa.

Prvi Intel 8086 procesor imao je 16-bitni kapacitet, zatim je 2000. godine izašao procesor sa 32-bitnom arhitekturom, a još kasnije se pojavila 64-bitna arhitektura. O tome smo detaljno raspravljali u posebnom članku. Za to vrijeme arhitektura se jako razvila, dodani su novi setovi instrukcija i ekstenzija, što može značajno povećati performanse procesora.

x86 ima nekoliko značajnih nedostataka. Prvo, ovo je složenost komandi, njihova konfuzija, koja je nastala zbog duge istorije razvoja. Drugo, takvi procesori troše previše energije i generiraju mnogo topline zbog toga. x86 inženjeri su u početku krenuli putem postizanja maksimalnih performansi, a brzina zahtijeva resurse. Prije nego što pogledamo razlike između arm x86, hajde da pričamo o ARM arhitekturi.

ARM arhitektura

Ova arhitektura je predstavljena nešto kasnije iza x86 - 1985. godine. Razvila ga je poznata britanska kompanija Acorn, tada se ova arhitektura zvala Arcon Risk Machine i pripadala je RISC tipu, ali je tada izašla njena poboljšana verzija Advanted RISC Machine, koja je sada poznata kao ARM.

Prilikom razvoja ove arhitekture, inženjeri su sebi postavili cilj da eliminišu sve nedostatke x86 i kreiraju potpuno novu i najefikasniju arhitekturu. ARM čipovi su imali minimalnu potrošnju energije i nisku cijenu, ali su imali niske performanse u poređenju sa x86, tako da u početku nisu stekli veliku popularnost na personalnim računarima.

Za razliku od x86, programeri su u početku nastojali postići minimalne troškove resursa; imaju manje instrukcija za procesor, manje tranzistora, ali i, shodno tome, manje dodatnih mogućnosti. Ali performanse ARM procesora su se poboljšale posljednjih godina. S obzirom na to, kao i na nisku potrošnju energije, postali su vrlo široko korišteni u mobilnim uređajima kao što su tableti i pametni telefoni.

Razlike između ARM-a i x86

A sada kada smo pogledali istoriju razvoja ovih arhitektura i njihove fundamentalne razlike, hajde da napravimo detaljno poređenje ARM-a i x86 na osnovu njihovih različitih karakteristika kako bismo utvrdili koja je bolja i tačnije razumeli u čemu su njihove razlike.

Proizvodnja

Proizvodnja x86 u odnosu na ruku je drugačija. Samo dvije kompanije proizvode x86 procesore: Intel i AMD. U početku je ovo bila jedna kompanija, ali to je sasvim druga priča. Samo ove kompanije imaju pravo da proizvode takve procesore, što znači da će samo one kontrolisati pravac razvoja infrastrukture.

ARM radi veoma različito. Kompanija koja razvija ARM ne objavljuje ništa. Oni jednostavno izdaju dozvolu za razvoj procesora ove arhitekture, a proizvođači mogu raditi sve što im je potrebno, na primjer, proizvoditi specifične čipove sa modulima koji su im potrebni.

Broj instrukcija

Ovo su glavne razlike između arm i x86 arhitekture. x86 procesori su se brzo razvijali kao moćniji i produktivniji. Programeri su dodali veliki broj instrukcija za procesor, a ne postoji samo osnovni set, već dosta komandi bez kojih bi se moglo. U početku je to učinjeno kako bi se smanjila količina memorije koju zauzimaju programi na disku. Razvijene su mnoge opcije za zaštitu i virtuelizaciju, optimizaciju i još mnogo toga. Sve to zahtijeva dodatne tranzistore i energiju.

ARM je jednostavniji. Ovdje ima mnogo manje instrukcija za procesor, samo one koje su potrebne operativnom sistemu i koje se stvarno koriste. Ako uporedimo x86, onda se tu koristi samo 30% svih mogućih instrukcija. Lakše ih je naučiti ako odlučite pisati programe ručno, a također zahtijevaju manje tranzistora za implementaciju.

Potrošnja energije

Još jedan zaključak proizilazi iz prethodnog paragrafa. Što je više tranzistora na ploči, veća je njena površina i potrošnja energije, a vrijedi i obrnuto.

x86 procesori troše mnogo više energije od ARM-a. Ali na potrošnju energije utiče i veličina samog tranzistora. Na primjer, Intel i7 procesor troši 47 W, a bilo koji ARM procesor pametnog telefona ne troši više od 3 W. Ranije su se proizvodile ploče sa veličinom jednog elementa od 80 nm, zatim je Intel postigao smanjenje na 22 nm, a ove godine naučnici su uspjeli kreirati ploču s veličinom elementa od 1 nanometar. Ovo će značajno smanjiti potrošnju energije bez gubitka performansi.

Posljednjih godina potrošnja energije x86 procesora je znatno smanjena, na primjer, novi Intel Haswell procesori mogu duže trajati na bateriji. Sada razlika između ruke i x86 postepeno nestaje.

Odvođenje topline

Broj tranzistora utječe na još jedan parametar - stvaranje topline. Moderni uređaji ne mogu pretvoriti svu energiju u efektivno djelovanje, dio se raspršuje u obliku topline. Efikasnost ploča je ista, što znači da što je manje tranzistora i što je njihova veličina manja, to će procesor generirati manje topline. Ovdje se više ne postavlja pitanje da li će ARM ili x86 generirati manje topline.

Performanse procesora

ARM nije prvobitno dizajniran za maksimalne performanse, tu se x86 ističe. To je dijelom zbog manjeg broja tranzistora. Ali odnedavno, performanse ARM procesora se povećavaju i već se mogu u potpunosti koristiti u laptopima ili serverima.

zaključci

U ovom članku smo pogledali kako se ARM razlikuje od x86. Razlike su prilično ozbiljne. Ali u posljednje vrijeme granica između obje arhitekture postala je nejasna. ARM procesori postaju sve produktivniji i brži, a x86 procesori, zahvaljujući smanjenju veličine strukturnog elementa ploče, počinju da troše manje energije i generišu manje toplote. ARM procesore već možete pronaći na serverima i laptopima, a x86 na tabletima i pametnim telefonima.

Šta mislite o ovim x86 i ARM-u? Koja je tehnologija budućnost po vašem mišljenju? Pišite u komentarima! Između ostalog, .

Da zaključimo video o razvoju ARM arhitekture:

U 2011, ARM Limited je najavio novu porodicu procesora pod nazivom ARMv8. A 2013. godine Apple je objavio prvi ARMv8 procesor - A7 single-chip sistem, koji se koristi u iPhone 5S, iPad Air i iPad mini Retina. ARMv8 arhitektura je dobila 64-bitni skup instrukcija, ali to je daleko od jedina prednost u odnosu na prethodnika ARMv7. Pročitajte članak o tome kako su dizajnirani 64-bitni ARMv8 procesori i kakvi su.

O istoriji ARM arhitekture, specifičnostima aktivnosti ARM Limited i generacijama ARMv5, ARMv6 i ARMv7 procesora možete pročitati u članku. A o popularnim modelima ARMv7 čipova koje proizvode Qualcomm, NVIDIA, Samsung, Apple, MediaTek itd. detaljno su opisani u člancima i.

Ažurirana arhitektura ARMv8 porodice procesora nazvana je AArch64. Dobio je 64-bitni skup instrukcija i mogućnost rada sa velikom količinom RAM-a (4 GB ili više). Naravno, obezbeđena je kompatibilnost sa 32-bitnim aplikacijama (AArch32). Ostale važne inovacije ARMv8 bile su:

- 31 registar opšte namene, svaki 64 bita dug, dok SP i PC nisu registri opšte namene. Što je veća dubina bita registara, više brojeva može biti pohranjeno u njima. I što je veći broj registara, to se u njih istovremeno stavlja više podataka. Kao rezultat toga, veća količina podataka može se obraditi u jednoj instrukciji i cijeli algoritam će se izvršavati brže;
— prevođenje virtuelnih adresa iz 48-bitnog formata radi koristeći LPAE mehanizme posuđene iz ARMv7;
— novi set instrukcija sa fiksnom dužinom. Instrukcije su veličine 32 bita i mnoge su iste kao AArch32 instrukcije, iako ima manje uslovnih instrukcija;
— broj 128-bitnih registara (kompatibilnih sa 64-bitnim registrima) dostupnih SIMD NEON i VFP koprocesorima je povećan sa 16 na 32, a dodane su nove kriptografske instrukcije AES i SHA. SIMD NEON set instrukcija ubrzava aplikacije za obradu medija i signala. Zauzvrat, VFP je odgovoran za proračune male snage na brojevima s pomičnim zarezom;
— podrška za proračune na brojevima s pomičnim zarezom dvostruke preciznosti i standard IEEE 754, koji je općenito prihvaćen format za predstavljanje brojeva s pomičnim zarezom koji se koristi u softverskim implementacijama aritmetičkih operacija.

ARM ograničena referentna jezgra

Prve ARMv8 procesorske jezgre koje je direktno razvio ARM Limited bile su Cortex-A53 i A57. A53 jezgro je rešenje srednjeg opsega sa performansama od 2,3 DMIPS/MHz, što je otprilike na pola puta između trenutnog Cortex-A7 (1,9 DMIPS/MHz) i A9 (2,5 DMIPS/MHz). Dok A57 zauzima gornji segment, jer njegove performanse (4,1 DMIPS/MHz) nadmašuju oba 32-bitna vodećih modela: Cortex-A15 (3,5 DMIPS/MHz) i A17 (4 DMIPS/MHz).

Pored licenciranja referentnih procesorskih jezgara, ARM Limited prodaje proširene licence koje omogućavaju proizvođačima čipova da modifikuju ARM arhitekturu po sopstvenom nahođenju. Na primjer, Apple, Qualcomm i NVIDIA imaju takve licence. Stoga ništa ne sprječava proizvođače procesora da kreiraju vlastita rješenja bazirana na ARMv8, koja se značajno razlikuju od referentnih Cortex-A53 i A57.

Apple A7

Prvi i do sada jedini 64-bitni ARM procesor koji se već koristi u pametnim telefonima i tabletima je Apple A7. Izgrađen je na Appleovoj vlasničkoj Cyclone arhitekturi, kompatibilnoj sa ARMv8. Ovo je druga interno razvijena procesorska arhitektura kompanije; prvi je bio Swift (A6 i A6X čipovi, ARMv7 porodica).

A7 sistem sa jednim čipom ima samo dva procesorska jezgra (frekvencija do 1,4 GHz), ali postoji PowerVR G6430 grafički akcelerator sa četiri klastera jezgara. Performanse A7 čipa u zadacima zavisnim od procesora povećane su za oko jedan i po puta u odnosu na A6, dok je u različitim grafičkim testovima povećanje od dva do tri puta.

Ali iOS uređaji još nisu osjetili teorijsku sposobnost rada s velikom količinom RAM-a zahvaljujući 64-bitnoj arhitekturi A7 procesora. iPhone 5s, iPad Air i iPad mini Retina imaju samo 1 GB RAM-a; i malo je vjerovatno da će se u novoj generaciji Apple mobilnih uređaja količina RAM-a više nego udvostručiti.

Qualcomm Snapdragon 410, 610, 615, 808 i 810

Nakon Applea, Qualcomm je požurio da najavi svoje 64-bitne ARM procesore, sa pet modela odjednom. Istina, do sada se nijedan od njih ne koristi u komercijalnim pametnim telefonima ili tabletima. Najvjerovatnije će era 64-bitnih Android uređaja procvjetati početkom 2015. na CES-u i MWC-u.

Snapdragon 410 sistem sa jednim čipom (MSM8916) je najmlađi u najavljenoj 64-bitnoj Qualcomm liniji. Uključuje četiri Cortex-A53 jezgra sa frekvencijom od 1,2 GHz, Adreno 306 grafički akcelerator i, što je najzanimljivije, navigacijski modul s podrškom za GPS, GLONASS, pa čak i kineske satelitske mreže. Planiraju da koriste Snapdragon 410 u jeftinim pametnim telefonima baziranim na Android, Windows Phone i Firefox OS.

Ista četiri Cortex-A53 jezgra kao i 410 sadrže Snapdragon 610 (MSM8936) čip, samo što ima poboljšanu grafiku Adreno 405. Dok je Snapdragon 615 (MSM8939) sličan 610 grafici, ali Cortex ima dva procesorska jezgra isto toliko A53 – osam Cortex-A53.

Za razliku od modela 410, 610, 615 napravljenih po 28nm procesnoj tehnologiji, Snapdragon 808 (MSM8992) i 810 (MSM8994) čipovi će se proizvoditi korištenjem napredne 20nm tehnologije. Oba su napravljena prema shemi big.LITTLE: dva (model 808) ili četiri (810) moćna Cortex-A57 jezgra i četiri energetski efikasna Cortex-A53. Grafiku obezbeđuju Adreno 418 i Adreno 430. Uz to, stariji Snapdragon 810 ima ugrađen LPDDR4 RAM kontroler.

Ali glavno pitanje je: kada će tačno Qualcomm predstaviti sopstvenu arhitekturu procesora zasnovanu na ARMv8, kao što je to uradio sa Scorpion i Krait (modifikovani ARMv7)?

MediaTek MT6732, MT6752, MT6795

Ni MediaTek nije mogao dugo ostati po strani 64-bitne trke; za samo nekoliko godina se transformirao iz malog proizvođača procesora za kineske klonove iPhonea u jednog od najvećih svjetskih proizvođača čipova, iako bez tvornice. Međutim, ni Apple i Qualcomm nemaju svoje.

Sistemi sa jednim čipom MediaTek MT6732 i MT6752 trebali bi se takmičiti sa čipovima Snapdragon 610 i 615. Imaju četiri i osam Cortex-A53 procesorskih jezgara (frekvencija 1,5 i 2 GHz, respektivno) i istu Mali-T760 grafiku (koju je razvio ARM Limited). Stariji MT6795 čip je bio odgovor na Snapdragon 810: big.LITTLE arhitektura, četiri Cortex-A57 i A53 jezgra sa frekvencijom od 2,2 GHz, kao i PowerVR G6200 grafički akcelerator.

NVIDIA Tegra K1 (Projekt Denver)

NVIDIA je odlučila da konvertuje svoj postojeći Tegra K1 čip u 64-bitnu arhitekturu procesora. Njegova grafička komponenta je već bila možda najbolja među konkurentima - GK20A sa 192 Kepler jezgra, performansama od 365 GFLOPS i podrškom za PC grafičke standarde DirectX 11.2 i OpenGL 4.4 (a ne njihove mobilne kolege).

Umesto četiri 32-bitna Cortex-A15 jezgra (plus peto energetski efikasno jezgro), ažurirani Tegra K1 sistem sa jednim čipom će dobiti dva ARMv8 kompatibilna jezgra vlasničke arhitekture NVIDIA Project Denver. Radni takt procesora će se povećati na 2,5 GHz, a povećaće se i veličina keš memorije. Zanimljiva činjenica: Tegra K1 grafika je oko pedeset puta moćnija od Tegra 2.

zaključci

Procesori arhitekture ARMv8 su sposobni da obrađuju znatno više podataka u jednom ciklusu takta. Ovo poboljšava i ukupne performanse procesora i performanse po vatu. Uzimajući u obzir ograničenja tehnoloških standarda (maksimalna dozvoljena frekvencija takta), prelazak na ARMv8 je jedini mogući način da se povećaju performanse mobilnih procesora bez prekoračenja razumnih granica potrošnje energije i grijanja.

Naravno, samo one aplikacije za iOS i Android koje mogu koristiti sve resurse novih procesora će imati koristi od ARMv8 arhitekture. Optimizacija programa za novu arhitekturu može biti ručna ili automatska, na nivou kompajlera.
Prvi Android uređaj sa 64-bitnim ARM procesorom i 4 GB RAM-a je Samsung Galaxy Note 4 phablet (. A drugi će, možda, biti tablet računar HTC serije.