Arm տարբերակները. Ինչպես պարզել, թե ինչ պրոցեսոր է Android-ում

ARM պրոցեսորը բջջային պրոցեսոր է սմարթֆոնների և պլանշետների համար։

Այս աղյուսակը ցույց է տալիս ներկայումս հայտնի բոլոր ARM պրոցեսորները: ARM պրոցեսորների աղյուսակը կլրացվի և կարդիականացվի նոր մոդելների հայտնվելուն պես։ Այս աղյուսակը օգտագործում է պայմանական համակարգ՝ CPU-ի և GPU-ի աշխատանքը գնահատելու համար: ARM պրոցեսորի կատարողականի տվյալները վերցվել են տարբեր աղբյուրներից՝ հիմնականում հիմնված թեստերի արդյունքների վրա, ինչպիսիք են՝ PassMark, Անտուտու, GFXBench.

Մենք բացարձակ ճշգրտություն չենք պահանջում։ Բացարձակ ճշգրիտ դասակարգում և գնահատել ARM պրոցեսորների աշխատանքըանհնար է, այն պարզ պատճառով, որ դրանցից յուրաքանչյուրն ինչ-որ առումով առավելություններ ունի, բայց ինչ-որ առումով զիջում է մյուս ARM պրոցեսորներին։ ARM պրոցեսորների աղյուսակը թույլ է տալիս տեսնել, գնահատել և ամենակարևորը. համեմատել տարբեր SoC-ներ (System-On-Chip)լուծումներ։ Օգտագործելով մեր սեղանը, դուք կարող եք համեմատել շարժական պրոցեսորներըև բավական է պարզել, թե ինչպես է տեղակայված ձեր ապագա (կամ ներկա) սմարթֆոնի կամ պլանշետի ARM սիրտը:

Այստեղ մենք համեմատել ենք ARM պրոցեսորները։ Մենք նայեցինք և համեմատեցինք CPU-ի և GPU-ի աշխատանքը տարբեր SoC-ներում (System-on-Chip): Բայց ընթերցողի մոտ կարող են լինել մի քանի հարց. որտե՞ղ են օգտագործվում ARM պրոցեսորները: Ի՞նչ է ARM պրոցեսորը: Ինչպե՞ս է ARM ճարտարապետությունը տարբերվում x86 պրոցեսորներից: Փորձենք հասկանալ այս ամենը` չխորանալով մանրամասների մեջ։

Նախ, եկեք սահմանենք տերմինաբանությունը: ARM-ը ճարտարապետության անունն է և միևնույն ժամանակ դրա զարգացումը ղեկավարող ընկերության անվանումը։ ARM հապավումը նշանակում է (Advanced RISC Machine կամ Acorn RISC Machine), որը կարող է թարգմանվել որպես առաջադեմ RISC մեքենա: ARM ճարտարապետությունմիավորում է ինչպես 32, այնպես էլ 64-բիթանոց միկրոպրոցեսորային միջուկների ընտանիքը, որը մշակվել և լիցենզավորված է ARM Limited-ի կողմից: Անմիջապես նշեմ, որ ARM Limited ընկերությունը բացառապես զբաղվում է նրանց համար միջուկների և գործիքների մշակմամբ (վրիպազերծման գործիքներ, կոմպիլյատորներ և այլն), բայց ոչ հենց պրոցեսորների արտադրությամբ։ Ընկերություն ARM Limitedերրորդ անձանց վաճառում է ARM պրոցեսորների արտադրության լիցենզիաներ։ Ահա այսօր ARM պրոցեսորների արտադրության լիցենզավորված ընկերությունների մասնակի ցանկը՝ AMD, Atmel, Altera, Cirrus Logic, Intel, Marvell, NXP, Samsung, LG, MediaTek, Qualcomm, Sony Ericsson, Texas Instruments, nVidia, Freescale... և շատ ուրիշներ:

Որոշ ընկերություններ, որոնք ստացել են ARM պրոցեսորներ արտադրելու լիցենզիա, ստեղծում են միջուկների իրենց տարբերակները՝ հիմնված ARM ճարտարապետության վրա։ Օրինակները ներառում են՝ 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 և HiSilicon K3:

Այսօր նրանք աշխատում են ARM-ի վրա հիմնված պրոցեսորների վրագրեթե ցանկացած էլեկտրոնիկա՝ PDA, բջջային հեռախոսներ և սմարթֆոններ, թվային նվագարկիչներ, շարժական խաղային կոնսուլներ, հաշվիչներ, արտաքին կոշտ սկավառակներ և երթուղիչներ։ Նրանք բոլորը պարունակում են ARM միջուկ, այնպես որ մենք կարող ենք դա ասել ARM - բջջային պրոցեսորներ սմարթֆոնների համարև պլանշետներ:

ARM պրոցեսորներկայացնում է ա SoC, կամ «համակարգ չիպի վրա»։ SoC համակարգը կամ «համակարգը չիպի վրա» կարող է մեկ չիպի մեջ, բացի բուն պրոցեսորից, պարունակել լիարժեք համակարգչի մնացած մասերը: Սա ներառում է հիշողության կարգավորիչ, I/O պորտի կարգավորիչ, գրաֆիկական միջուկ և աշխարհագրական դիրքավորման համակարգ (GPS): Այն կարող է պարունակել նաև 3G մոդուլ, ինչպես նաև շատ ավելին:

Եթե ​​դիտարկենք ARM պրոցեսորների առանձին ընտանիք, ասենք Cortex-A9 (կամ ցանկացած այլ), չի կարելի ասել, որ նույն ընտանիքի բոլոր պրոցեսորներն ունեն նույն արտադրողականությունը կամ բոլորը հագեցած են GPS մոդուլով։ Այս բոլոր պարամետրերը մեծապես կախված են չիպերի արտադրողից և նրանից, թե ինչ և ինչպես է նա որոշել կիրառել իր արտադրանքում:

Ո՞րն է տարբերությունը ARM և X86 պրոցեսորների միջև:? RISC (Reduced Instruction Set Computer) ճարտարապետությունն ինքնին ենթադրում է հրահանգների կրճատված փաթեթ: Ինչը, համապատասխանաբար, հանգեցնում է էներգիայի շատ չափավոր սպառման: Ի վերջո, ցանկացած ARM չիպի ներսում շատ ավելի քիչ տրանզիստորներ կան, քան x86 գծի իր գործընկերը: Մի մոռացեք, որ SoC համակարգում բոլոր ծայրամասային սարքերը տեղակայված են մեկ չիպի ներսում, ինչը թույլ է տալիս ARM պրոցեսորին ավելի էներգաարդյունավետ լինել: ARM ճարտարապետությունն ի սկզբանե նախատեսված էր միայն ամբողջ թվով գործողություններ հաշվարկելու համար, ի տարբերություն x86-ի, որը կարող է աշխատել լողացող կետի հաշվարկների կամ FPU-ի հետ: Անհնար է հստակ համեմատել այս երկու ճարտարապետությունները: Ինչ-որ առումով ARM-ն առավելություն կունենա. Եվ ինչ-որ տեղ հակառակն է: Եթե ​​փորձեք հարցին պատասխանել մեկ արտահայտությամբ՝ ինչ տարբերություն ARM և X86 պրոցեսորների միջև, ապա պատասխանը կլինի հետևյալը՝ ARM պրոցեսորը չգիտի հրամանների քանակը, որոնք գիտի x86 պրոցեսորը։ Իսկ նրանք, ովքեր գիտեն, շատ ավելի կարճ են թվում: Սա ունի իր դրական և բացասական կողմերը: Ինչքան էլ որ լինի, վերջերս ամեն ինչ հուշում է, որ ARM պրոցեսորները սկսում են դանդաղ, բայց հաստատապես հասնել, և ինչ-որ առումով նույնիսկ գերազանցել սովորական x86 պրոցեսորներին: Շատերը բացեիբաց հայտարարում են, որ ARM պրոցեսորները շուտով կփոխարինեն x86 հարթակին տնային համակարգիչների հատվածում։ Ինչպես արդեն գիտենք, 2013 թվականին մի քանի աշխարհահռչակ ընկերություններ ամբողջովին հրաժարվեցին նեթբուքերի հետագա արտադրությունից՝ հօգուտ պլանշետային համակարգիչների։ Դե ինչ կլինի իրականում, ցույց կտա ժամանակը։

Մենք վերահսկելու ենք շուկայում արդեն առկա ARM պրոցեսորները։

Բոլոր նրանք, ովքեր հետաքրքրված են բջջային տեխնոլոգիաներով, լսել են ARM ճարտարապետության մասին։ Այնուամենայնիվ, մարդկանց մեծամասնության համար դա կապված է պլանշետների կամ սմարթֆոնների պրոցեսորների հետ: Մյուսներն ուղղում են դրանք՝ պարզաբանելով, որ սա հենց քարը չէ, այլ միայն նրա ճարտարապետությունը։ Բայց նրանցից գրեթե ոչ մեկին անշուշտ չէր հետաքրքրում, թե իրականում որտեղից և երբ է եկել այս տեխնոլոգիան:

Մինչդեռ այս տեխնոլոգիան լայնորեն տարածված է բազմաթիվ ժամանակակից գաջեթների մեջ, որոնցից տարեցտարի ավելանում են։ Բացի այդ, ընկերության զարգացման ճանապարհին, որը սկսել է ARM պրոցեսորների մշակումը, կա մեկ հետաքրքիր դեպք, որի մասին ասելը մեղք չէ, գուցե ինչ-որ մեկի համար դա դաս դառնա ապագայի համար։

ARM ճարտարապետություն դյումիների համար

ARM հապավումը թաքցնում է բավականին հաջողակ բրիտանական ARM Limited ընկերությունը ՏՏ տեխնոլոգիաների ոլորտում։ Այն հանդես է գալիս որպես Advanced RISC Machines և հանդիսանում է 32-բիթանոց RISC պրոցեսորային ճարտարապետության աշխարհի խոշոր մշակողներից և արտոնագրողներից մեկը, որն ապահովում է շարժական սարքերի մեծ մասը:

Բայց, բնորոշ է, որ ընկերությունն ինքը չի արտադրում միկրոպրոցեսորներ, այլ միայն մշակում և լիցենզավորում է իր տեխնոլոգիան այլ կողմերին: Մասնավորապես, ARM միկրոկոնտրոլերի ճարտարապետությունը ձեռք է բերվում հետևյալ արտադրողների կողմից.

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

Դրանցից մի քանիսը հայտնի են թվային գաջեթների սպառողների լայն լսարանին։ Բրիտանական ARM կորպորացիայի տվյալներով՝ իրենց տեխնոլոգիայով արտադրված միկրոպրոցեսորների ընդհանուր թիվը կազմում է ավելի քան 2,5 միլիարդ։ Շարժական քարերի մի քանի շարք կա.

  • ARM7 - ժամացույցի հաճախականություն 60-72 ՄՀց, որը տեղին է բյուջետային բջջային հեռախոսների համար:
  • ARM9/ARM9E - հաճախականությունն արդեն ավելի բարձր է՝ մոտ 200 ՄՀց։ Նման միկրոպրոցեսորներով հագեցած են ավելի ֆունկցիոնալ սմարթֆոններ և անհատական ​​թվային օգնականներ (PDA):

Cortex-ը և ARM11-ն ավելի ժամանակակից միկրոպրոցեսորային ընտանիքներ են՝ համեմատած նախորդ ARM միկրոկոնտրոլերի ճարտարապետության հետ՝ մինչև 1 ԳՀց ժամացույցի արագությամբ և թվային ազդանշանի մշակման առաջադեմ հնարավորություններով:

Marvell-ի հայտնի xScale միկրոպրոցեսորները (մինչև 2007 թվականի ամառվա կեսերը, նախագիծը Intel-ի տրամադրության տակ էր) իրականում ARM9 ճարտարապետության ընդլայնված տարբերակն է, որը լրացվում է Wireless MMX հրահանգների հավաքածուով: Intel-ի այս լուծումը կենտրոնացած էր մուլտիմեդիա հավելվածների աջակցության վրա:

ARM տեխնոլոգիան վերաբերում է 32-բիթանոց միկրոպրոցեսորային ճարտարապետությանը, որը պարունակում է կրճատված հրահանգների հավաքածու, որը կոչվում է RISC: Ըստ հաշվարկների՝ ARM պրոցեսորների օգտագործումը կազմում է արտադրված RISC պրոցեսորների ընդհանուր թվի 82%-ը, ինչը վկայում է 32-բիթանոց համակարգերի բավականին լայն ծածկույթի մասին:

Շատ էլեկտրոնային սարքեր հագեցած են ARM պրոցեսորի ճարտարապետությամբ, և դրանք ոչ միայն PDA-ներ և բջջային հեռախոսներ են, այլ նաև ձեռքի խաղային վահանակներ, հաշվիչներ, համակարգչային ծայրամասային սարքեր, ցանցային սարքավորումներ և շատ ավելին:

Փոքրիկ ճամփորդություն դեպի ժամանակ

Եկեք մի քանի տարի հետ տանենք երևակայական ժամանակի մեքենան և փորձենք պարզել, թե որտեղից սկսվեց ամեն ինչ: Վստահաբար կարելի է ասել, որ ARM-ն իր ոլորտում ավելի շուտ մենաշնորհատեր է։ Եվ դա հաստատվում է նրանով, որ սմարթֆոնների և այլ էլեկտրոնային թվային սարքերի ճնշող մեծամասնությունը կառավարվում է այս ճարտարապետությամբ ստեղծված միկրոպրոցեսորներով։

1980 թվականին հիմնադրվեց Acorn Computers-ը և սկսեց ստեղծել անհատական ​​համակարգիչներ: Հետևաբար, ARM-ը նախկինում ներկայացվել է որպես Acorn RISC Machines:

Մեկ տարի անց սպառողներին ներկայացվեց BBC Micro PC-ի տնային տարբերակը՝ ARM պրոցեսորի առաջին ճարտարապետությամբ: Դա հաջողակ էր, այնուամենայնիվ, չիպը չկարողացավ հաղթահարել գրաֆիկական առաջադրանքները, և այլ տարբերակներ Motorola 68000 և National Semiconductor 32016 պրոցեսորների տեսքով նույնպես հարմար չէին դրա համար:

Հետո ընկերության ղեկավարությունը մտածեց սեփական միկրոպրոցեսոր ստեղծելու մասին։ Ինժեներներին հետաքրքրում էր պրոցեսորի նոր ճարտարապետությունը, որը հորինել են տեղական համալսարանի շրջանավարտները: Այն պարզապես օգտագործեց կրճատված հրահանգների հավաքածու կամ RISC: Իսկ առաջին համակարգչի հայտնվելուց հետո, որը կառավարվում էր Acorn Risc Machine պրոցեսորով, հաջողությունը բավականին արագ եկավ՝ 1990 թվականին պայմանագիր կնքվեց բրիտանական ապրանքանիշի և Apple-ի միջև։ Սա նշանավորեց նոր չիպսեթի մշակման սկիզբը, որն, իր հերթին, հանգեցրեց զարգացման մի ամբողջ թիմի ձևավորմանը, որը կոչվում է Advanced RISC Machines կամ ARM:

1998թ.-ից ընկերությունը փոխեց իր անվանումը ARM Limited-ի: Իսկ այժմ մասնագետներն այլևս չեն զբաղվում ARM ճարտարապետության արտադրությամբ և ներդրմամբ։ Ի՞նչ տվեց դա։ Սա ոչ մի կերպ չազդեց ընկերության զարգացման վրա, թեև ընկերության հիմնական և միակ ուղղությունը տեխնոլոգիաների զարգացումն էր, ինչպես նաև լիցենզիաների վաճառքը երրորդ կողմի ընկերություններին, որպեսզի նրանք կարողանան օգտագործել պրոցեսորի ճարտարապետությունը: Միևնույն ժամանակ, որոշ ընկերություններ ձեռք են բերում պատրաստի միջուկների իրավունքներ, իսկ մյուսները ձեռք բերված լիցենզիայով վերազինում են պրոցեսորները սեփական միջուկներով։

Որոշ տվյալների համաձայն՝ յուրաքանչյուր նման լուծումից ընկերության եկամուտը կազմում է 0,067 $. Բայց այս տեղեկատվությունը միջին է և հնացած: Չիպսեթների միջուկների թիվը տարեցտարի աճում է, և, համապատասխանաբար, ժամանակակից պրոցեսորների արժեքը գերազանցում է հին մոդելներին:

Կիրառման տարածք

Հենց բջջային սարքերի զարգացումն էր, որ հսկայական ժողովրդականություն բերեց ARM Limited-ին: Եվ երբ սմարթֆոնների և այլ շարժական էլեկտրոնային սարքերի արտադրությունը լայն տարածում գտավ, էներգաարդյունավետ պրոցեսորներն անմիջապես կիրառություն գտան։ Հետաքրքիր է, արդյոք կա Linux on arm ճարտարապետության վրա:

ARM-ի զարգացման գագաթնակետը եղավ 2007 թվականին, երբ նորացվեց նրա համագործակցությունը Apple ապրանքանիշի հետ: Դրանից հետո սպառողներին ներկայացվեց ARM պրոցեսորի վրա հիմնված առաջին iPhone-ը։ Այդ ժամանակից ի վեր, պրոցեսորի նման ճարտարապետությունը դարձել է գրեթե ցանկացած արտադրված սմարթֆոնի անփոփոխ բաղադրիչ, որը կարելի է գտնել միայն ժամանակակից բջջային շուկայում:

Կարելի է ասել, որ գրեթե յուրաքանչյուր ժամանակակից էլեկտրոնային սարք, որը պետք է կառավարվի պրոցեսորով, ինչ-որ կերպ հագեցած է ARM չիպերով։ Իսկ այն փաստը, որ պրոցեսորի նման ճարտարապետությունն աջակցում է բազմաթիվ օպերացիոն համակարգերի՝ լինի դա Linux, Android, iOS և Windows, անհերքելի առավելություն է։ Դրանց թվում է Windows ներկառուցված CE 6.0 Core-ը, որի ճարտարապետությունը նույնպես աջակցվում է: Այս հարթակը նախատեսված է ձեռքի համակարգիչների, բջջային հեռախոսների և ներկառուցված համակարգերի համար:

x86-ի և ARM-ի տարբերակիչ առանձնահատկությունները

Շատ օգտատերեր, ովքեր շատ են լսել ARM-ի և x86-ի մասին, մի փոքր շփոթում են այս երկու ճարտարապետությունները միմյանց հետ։ Այնուամենայնիվ, նրանք ունեն որոշակի տարբերություններ. Գոյություն ունեն ճարտարապետության երկու հիմնական տեսակ.

  • CISC (Complex Instruction Set Computing):
  • Հաշվիչ):

CISC-ն ներառում է x86 պրոցեսորներ (Intel կամ AMD), RISC-ն, ինչպես արդեն հասկացաք, ներառում է ARM ընտանիքը։ x86 և arm ճարտարապետներն ունեն իրենց երկրպագուները: ARM-ի մասնագետների ջանքերի շնորհիվ, ովքեր կարևորում էին էներգաարդյունավետությունը և պարզ հրահանգների օգտագործումը, պրոցեսորները մեծ օգուտ քաղեցին դրանից. բջջային շուկան սկսեց արագ զարգանալ, և շատ սմարթֆոններ գրեթե հավասարվեցին համակարգիչների հնարավորություններին:

Իր հերթին Intel-ը միշտ հայտնի է եղել աշխատասեղանի համակարգիչների, նոութբուքերի, սերվերների և նույնիսկ սուպերհամակարգիչների համար բարձր արդյունավետությամբ և թողունակությամբ պրոցեսորների արտադրությամբ:

Այս երկու ընտանիքներն յուրովի են շահել օգտատերերի սրտերը։ Բայց ո՞րն է նրանց տարբերությունը: Կան մի քանի տարբերակիչ հատկանիշներ կամ նույնիսկ առանձնահատկություններ, եկեք նայենք դրանցից ամենակարևորներին:

Մշակման հզորություն

Եկեք սկսենք վերլուծել ARM-ի և x86 ճարտարապետությունների տարբերությունները այս պարամետրով: RISC դասախոսների մասնագիտությունը հնարավորինս քիչ ուսուցում օգտագործելն է: Ավելին, դրանք պետք է լինեն հնարավորինս պարզ, ինչը նրանց առավելություններ է տալիս ոչ միայն ինժեներների, այլև ծրագրային ապահովման մշակողների համար։

Այստեղ փիլիսոփայությունը պարզ է. եթե հրահանգները պարզ են, ապա ցանկալի միացում չի պահանջում չափազանց շատ տրանզիստորներ: Արդյունքում, ինչ-որ բանի համար լրացուցիչ տարածք է ազատվում կամ չիպերի չափերը փոքրանում են: Այդ իսկ պատճառով ARM միկրոպրոցեսորները սկսեցին ինտեգրել ծայրամասային սարքեր, ինչպիսիք են գրաֆիկական պրոցեսորները: Նման օրինակ է Raspberry Pi համակարգիչը, որն ունի նվազագույն թվով բաղադրիչներ:

Այնուամենայնիվ, պարզ հրահանգները ունեն ծախսեր: Որոշ առաջադրանքներ կատարելու համար լրացուցիչ հրահանգներ են պահանջվում, ինչը սովորաբար հանգեցնում է հիշողության սպառման և առաջադրանքների կատարման ժամանակի ավելացմանը:

Ի տարբերություն թեւ պրոցեսորների ճարտարապետության, CISC չիպերի հրահանգները, ինչպիսիք են Intel-ի լուծումները, կարող են կատարել բարդ առաջադրանքներ մեծ ճկունությամբ: Այլ կերպ ասած, RISC վրա հիմնված մեքենաները կատարում են գործողություններ ռեգիստրների միջև և սովորաբար պահանջում են, որ ծրագիրը բեռնի փոփոխականները ռեգիստրում նախքան գործողությունը կատարելը: CISC պրոցեսորները կարող են գործողություններ կատարել մի քանի եղանակով.

  • գրանցամատյանների միջև;
  • գրանցման և հիշողության գտնվելու վայրի միջև;
  • հիշողության բջիջների միջև:

Բայց սա միայն տարբերակիչ հատկանիշների մի մասն է, եկեք անցնենք այլ հատկանիշների վերլուծությանը:

Էլեկտրաէներգիայի սպառում

Կախված սարքի տեսակից, էներգիայի սպառումը կարող է ունենալ տարբեր աստիճանի նշանակություն: Համակարգի համար, որը միացված է մշտական ​​էներգիայի աղբյուրին (էլեկտրական ցանց), էներգիայի սպառման սահմանափակում պարզապես չկա: Այնուամենայնիվ, բջջային հեռախոսները և այլ էլեկտրոնային սարքերը լիովին կախված են էներգիայի կառավարումից:

Թևի և x86 ճարտարապետությունների միջև մեկ այլ տարբերություն այն է, որ առաջինը ունի 5 Վտ-ից պակաս էներգիայի սպառում, ներառյալ բազմաթիվ հարակից փաթեթներ՝ GPU, ծայրամասային սարքեր, հիշողություն: Այս ցածր հզորությունը պայմանավորված է տրանզիստորների ավելի փոքր քանակով` համակցված համեմատաբար ցածր արագությամբ (եթե զուգահեռ անցկացնենք աշխատասեղանի պրոցեսորների հետ): Միևնույն ժամանակ, դա ազդում է արտադրողականության վրա. բարդ գործառնությունների ավարտն ավելի երկար է տևում:

Intel-ի միջուկներն ավելի բարդ կառուցվածք ունեն, և արդյունքում դրանց էներգիայի սպառումը զգալիորեն ավելի մեծ է։ Օրինակ, բարձր արտադրողականությամբ Intel I-7 պրոցեսորը սպառում է մոտ 130 Վտ էներգիա, բջջային տարբերակները՝ 6-30 Վտ։

Ծրագրային ապահովում

Այս պարամետրի վերաբերյալ համեմատություն կատարելը բավականին դժվար է, քանի որ երկու ապրանքանիշերն էլ շատ տարածված են իրենց շրջանակներում: Սարքերը, որոնք հիմնված են arm-architecture պրոցեսորների վրա, հիանալի աշխատում են բջջային օպերացիոն համակարգերի հետ (Android և այլն):

Intel-ի պրոցեսորներով աշխատող մեքենաները կարող են աշխատել այնպիսի հարթակներ, ինչպիսիք են Windows-ը և Linux-ը: Բացի այդ, միկրոպրոցեսորների երկու ընտանիքներն էլ բարեկամական են Java-ով գրված հավելվածների հետ:

Վերլուծելով ճարտարապետությունների տարբերությունները՝ մի բան կարելի է հաստատ ասել՝ ARM պրոցեսորները հիմնականում կառավարում են շարժական սարքերի էներգիայի սպառումը։ Սեղանի լուծումների հիմնական նպատակը բարձր արդյունավետություն ապահովելն է:

Նոր ձեռքբերումներ

ARM ընկերությունն իր գրագետ քաղաքականության շնորհիվ ամբողջությամբ իր վերահսկողության տակ է վերցրել բջջային կապի շուկան։ Բայց ապագայում նա չի պատրաստվում դրանով կանգ առնել։ Ոչ վաղ անցյալում ներկայացվեց միջուկների նոր զարգացումը՝ Cortex-A53 և Cortex-A57, որոնք ստացան մեկ կարևոր թարմացում՝ 64-բիթանոց հաշվարկների աջակցություն:

A53 միջուկը ARM Cortex-A8-ի անմիջական իրավահաջորդն է, որը, թեև նրա կատարողականությունը շատ բարձր չէր, բայց ուներ նվազագույն էներգիայի սպառում: Ինչպես նշում են փորձագետները, ճարտարապետության էներգիայի սպառումը կրճատվում է 4 անգամ, իսկ կատարողականությամբ այն չի զիջի Cortex-A9 միջուկին։ Եվ դա չնայած այն հանգամանքին, որ A53-ի միջուկի տարածքը 40%-ով փոքր է, քան A9-ը:

A57 միջուկը կփոխարինի Cortex-A9-ին և Cortex-A15-ին: Միևնույն ժամանակ, ARM-ի ինժեներները պնդում են ֆենոմենալ կատարողականության բարձրացում՝ երեք անգամ ավելի, քան A15 միջուկինը: Այսինքն՝ A57 միկրոպրոցեսորը 6 անգամ ավելի արագ կլինի, քան Cortex-A9-ը, իսկ էներգաարդյունավետությունը՝ 5 անգամ ավելի լավ, քան A15-ը։

Ամփոփելու համար նշենք, որ կեղևի սերիան, մասնավորապես ավելի առաջադեմ a53-ը, տարբերվում է իր նախորդներից ավելի բարձր արդյունավետությամբ՝ նույնքան բարձր էներգաարդյունավետության ֆոնի վրա: Նույնիսկ Cortex-A7 պրոցեսորները, որոնք տեղադրված են սմարթֆոնների մեծ մասում, չեն կարող մրցակցել:

Բայց ավելի արժեքավորն այն է, որ թևի կեղևը a53 այն բաղադրիչն է, որը թույլ կտա խուսափել հիշողության պակասի հետ կապված խնդիրներից: Բացի այդ, սարքն ավելի դանդաղ կթափի մարտկոցը։ Նոր արտադրանքի շնորհիվ այս խնդիրներն այժմ անցյալում կմնան:

Գրաֆիկական լուծումներ

Բացի պրոցեսորների մշակումից, ARM-ն աշխատում է Mali սերիայի գրաֆիկական արագացուցիչների ներդրման վրա։ Եվ դրանցից առաջինը Mali 55-ն է։ LG Renoir հեռախոսը համալրված էր այս արագացուցիչով։ Եվ այո, սա ամենասովորական բջջային հեռախոսն է։ Միայն դրանում GPU-ն պատասխանատու չէր խաղերի համար, այլ միայն մատուցում էր ինտերֆեյսը, քանի որ, դատելով ժամանակակից չափանիշներից, գրաֆիկական պրոցեսորն ունի պարզունակ հնարավորություններ։

Սակայն առաջընթացն անխուսափելիորեն առաջ է գնում, և, հետևաբար, ժամանակին համընթաց պահելու համար ARM-ն ունի նաև ավելի առաջադեմ մոդելներ, որոնք համապատասխանում են միջին գների սմարթֆոններին: Խոսքը ընդհանուր GPU Mali-400 MP-ի և Mali-450 MP-ի մասին է։ Թեև նրանք ունեն ցածր կատարողականություն և API-ների սահմանափակ շարք, դա չի խանգարում նրանց կիրառել ժամանակակից բջջային մոդելներում: Վառ օրինակ է Zopo ZP998 հեռախոսը, որում ութմիջուկանի MTK6592 չիպը զուգակցված է Mali-450 MP4 գրաֆիկական արագացուցիչի հետ:

Մրցունակություն

Ներկայումս ARM-ին ոչ ոք դեմ չէ, և դա հիմնականում պայմանավորված է նրանով, որ ժամանակին ճիշտ որոշում է կայացվել։ Բայց մի ժամանակ, իր ճանապարհորդության սկզբում, ծրագրավորողների թիմն աշխատեց համակարգիչների համար պրոցեսորներ ստեղծելու վրա և նույնիսկ փորձ արեց մրցել այնպիսի հսկայի հետ, ինչպիսին Intel-ն է: Բայց նույնիսկ այն բանից հետո, երբ փոխվեց գործունեության ուղղությունը, ընկերությունը դժվարացավ։

Եվ երբ աշխարհահռչակ համակարգչային ապրանքանիշ Microsoft-ը պայմանագիր կնքեց Intel-ի հետ, մյուս արտադրողները պարզապես շանս չունեին՝ Windows օպերացիոն համակարգը հրաժարվեց աշխատել ARM պրոցեսորների հետ։ Ինչպե՞ս կարելի է չդիմադրել gcam էմուլյատորների օգտագործմանը թեւերի ճարտարապետության համար: Ինչ վերաբերում է Intel-ին, ապա դիտարկելով ARM Limited-ի հաջողության ալիքը, այն նույնպես փորձել է ստեղծել պրոցեսոր, որն արժանի մրցակից կլինի։ Այդ նպատակով Intel Atom չիպը հասանելի է դարձել լայն հանրությանը: Բայց դա շատ ավելի երկար ժամանակ պահանջեց, քան ARM Limited-ը: Իսկ չիպը թողարկվել է միայն 2011 թվականին, բայց թանկարժեք ժամանակն արդեն կորել է։

Ըստ էության, Intel Atom-ը CISC պրոցեսոր է x86 ճարտարապետությամբ: Մասնագետներին հաջողվել է հասնել ավելի ցածր էներգիայի սպառման, քան ARM լուծումներում։ Այնուամենայնիվ, բջջային հարթակների համար թողարկված բոլոր ծրագրերը վատ են հարմարեցված x86 ճարտարապետությանը:

Ի վերջո, ընկերությունը ճանաչեց որոշման ողջ ահռելիությունը և հետագայում հրաժարվեց շարժական սարքերի համար պրոցեսորների արտադրությունից: Intel Atom չիպերի միակ խոշոր արտադրողը ASUS-ն է: Ընդ որում, այդ պրոցեսորները չեն ընկղմվել մոռացության մեջ, դրանցով զանգվածաբար համալրվում են նեթբուքերը, նեթթոփները և այլ շարժական սարքեր։

Այնուամենայնիվ, կա հավանականություն, որ իրավիճակը կփոխվի, և բոլորի սիրելի Windows օպերացիոն համակարգը կաջակցի ARM միկրոպրոցեսորներին։ Բացի այդ, քայլեր են ձեռնարկվում այս ուղղությամբ, միգուցե իրո՞ք ի հայտ գա ARM ճարտարապետության բջջային լուծումների համար gcam էմուլյատորների նման մի բան։ Ով գիտի, ժամանակը ցույց կտա, ու ամեն ինչ իր տեղը կդրվի։

ARM ընկերության զարգացման պատմության մեջ կա մեկ հետաքրքիր կետ (հոդվածի հենց սկզբում հենց դա էր նկատի ունեցել). Ժամանակին ARM Limited-ը հիմնված էր Apple-ի վրա, և հավանական է, որ ARM-ի ողջ տեխնոլոգիան պատկաներ նրան: Այնուամենայնիվ, ճակատագիրը այլ կերպ որոշեց. 1998-ին Apple-ը ճգնաժամի մեջ էր, և ղեկավարությունը ստիպված եղավ վաճառել իր մասնաբաժինը: Ներկայումս այն հավասարվում է այլ արտադրողների հետ և շարունակում է ձեռք բերել տեխնոլոգիա ARM Limited-ից իր iPhone և iPad սարքերի համար: Ո՞վ կարող էր իմանալ, թե ինչպես կարող էին իրադարձությունները զարգանալ:

Ժամանակակից ARM պրոցեսորներն ունակ են ավելի բարդ գործողություններ կատարել: Իսկ մոտ ապագայում ընկերության ղեկավարությունը նպատակ ունի մուտք գործել սերվերների շուկա, որն անկասկած շահագրգռված է։ Ավելին, մեր ժամանակակից ժամանակներում, երբ մոտենում է իրերի ինտերնետի (IoT), ներառյալ «խելացի» կենցաղային տեխնիկայի զարգացման դարաշրջանը, մենք կարող ենք կանխատեսել ARM ճարտարապետությամբ չիպերի էլ ավելի մեծ պահանջարկ։

Այսպիսով, ARM Limited-ին սպասվում է շատ մռայլ ապագա: Եվ քիչ հավանական է, որ մոտ ապագայում կգտնվի մեկը, ով կարող է փոխարինել այս, անկասկած, բջջային հսկային սմարթֆոնների և նմանատիպ այլ էլեկտրոնային սարքերի համար պրոցեսորների մշակման գործում:

Որպես եզրակացություն

ARM պրոցեսորները արագորեն գրավեցին բջջային սարքերի շուկան՝ այս ամենը շնորհիվ ցածր էներգիայի սպառման և, թեև ոչ շատ բարձր, բայց այնուամենայնիվ լավ կատարողականության: Ներկայում ՀՀ-ում տիրող իրավիճակին կարելի է միայն նախանձել. Շատ արտադրողներ օգտագործում են նրա տեխնոլոգիաները, որոնք Advanced RISC Machines-ին հավասարեցնում են պրոցեսորների մշակման ոլորտում այնպիսի հսկաներին, ինչպիսիք են Intel-ը և AMD-ն: Եվ դա չնայած այն հանգամանքին, որ ընկերությունը սեփական արտադրություն չունի։

Որոշ ժամանակ բջջային ապրանքանիշի մրցակիցը համանուն ճարտարապետությամբ MIPS ընկերությունն էր։ Սակայն ներկայումս դեռևս կա միայն մեկ լուրջ մրցակից՝ ի դեմս Intel կորպորացիայի, թեև նրա ղեկավարությունը չի հավատում, որ ձեռքի ճարտարապետությունը կարող է վտանգ ներկայացնել իր շուկայի մասնաբաժնի համար:

Բացի այդ, Intel-ի փորձագետների կարծիքով, ARM պրոցեսորներն ի վիճակի չեն գործարկել օպերացիոն համակարգերի աշխատասեղանի տարբերակները: Սակայն նման հայտարարությունը մի փոքր անտրամաբանական է թվում, քանի որ ուլտրաշարժական համակարգիչների սեփականատերերը չեն օգտագործում «ծանր» ծրագրեր։ Շատ դեպքերում ձեզ անհրաժեշտ է մուտք գործել ինտերնետ, խմբագրել փաստաթղթեր, լսել մեդիա ֆայլեր (երաժշտություն, ֆիլմեր) և այլ պարզ առաջադրանքներ: Իսկ ARM լուծումները լավ են գլուխ հանում նման գործողություններից։

ARMv6-ը և ARMv7-ը ընկերության շարժական պրոցեսորների ճարտարապետության սերունդներն են ARM Limitedհիմնված 32-բիթանոց հրահանգների վրա:

ARM ճարտարապետությունբավականին տարածված շուկայում, որը նախկինում պատկանում էր բացառապես այնպիսի հայտնի ճարտարապետության աշխատասեղանի պրոցեսորներին, ինչպիսիք են Intel x86/64-ը և AMD64-ը: Այսօր ARMv6-ի կամ ARMv7-ի շնորհիվ ժամանակակից հեռուստացույցների, տնային կինոթատրոնի և այլ ծանոթ սարքավորումների պրոցեսորը կարող է. տեղավորվում է ձեր ձեռքում.

ARM բջջային ճարտարապետության հիմնական տեղը դարձել են սմարթֆոնները, պլանշետները և նմանատիպ այլ շարժական սարքեր: Այս օրերին սմարթֆոնների 95%-ն արդեն աշխատում է ARM ճարտարապետական ​​պրոցեսորներով, ինչպես նաև խելացի հեռուստացույցների կեսն ու կոշտ սկավառակների 90%-ը։ Եվ մեկ մարտկոցի լիցքավորման ժամանակ իրենց «գոյատեւման» և ընդունելի կատարողականի շնորհիվ ARM ճարտարապետական ​​պրոցեսորներով սարքերը փոխարինեցին «նեթբուքերի» ամբողջ շարքը՝ դառնալով դոկինգ կայաններով պլանշետներ, որոնք սարքին տալիս էին գրեթե մի ամբողջ օր աշխատանքի փոխարեն։ ընդամենը մի քանի ժամ, ինչպես նախկինում, և որոշակի թռիչք կատարեց՝ պայմանավորված հենց պրոցեսորների ցածր գնով, բազմամիջուկ լուծումների առկայությամբ և օվերկլոկավորման բարձր ներուժով:

Այս ճարտարապետության հիմնական առանձնահատկությունները.

  • ARMv6-ը պաշտոնապես չի աջակցում Flash-ին:(Ամեն դեպքում, 2012-ի կեսերից Google-ը ամբողջովին լքեց Flash-ը Android հարթակում, ուստի այս տեխնոլոգիայի աջակցությունն այլևս տեղին չէ):
  • ARMv7-ը հաճախ հանդիպում է բազմամիջուկ շարժական պրոցեսորներում, մինչդեռ վեցերորդ սերունդը սահմանափակվում է միայն մեկ ֆիզիկական և տրամաբանական միջուկով:
  • ARMv7-ի համար ստեղծված հավելվածներն ունեն ավելի մեծ ընդհանուր քաշ և պահանջում են ավելի շատ հատուկ RAM, քան նմանատիպ ծրագրերը, որոնք աշխատում են միայն ARMv6-ով:
  • ARMv7 պրոցեսորներն ավելի հզոր են, քան նախորդ սերունդը։
  • ARMv6-ի համար մշակված խաղերն ու ծրագրերը լռելյայն համատեղելի են ARMv7-ի հետ, բայց ոչ հակառակը:
  • Այն փաստը, որ այս կամ այն ​​հավելվածը միաժամանակ աջակցում է ARMv6-ին և ARMv7-ին, միշտ չէ, որ նշանակում է կատարելագործված գրաֆիկական կատարում վերջինիս ճարտարապետության վրա: Այս դեպքում խորհուրդ ենք տալիս նայել Nvidia-ի և Tegra-ի պրոցեսորներին: Նրանք ունեն առանձին խանութ՝ ավելի բարձր մանրամասներով խաղալիքներով և այլ գրաֆիկական բարիքներով, որոնք հասանելի չեն Tegra-ն չաշխատող այլ սարքերում:
  • Նման պրոցեսորների ստանդարտ ARMv7 հաճախականությունը նշվում է որպես 1 ԳՀց անվանական և ավելի բարձր, ինչը չի կարելի ասել ARMv6-ի մասին:
  • Խաղեր armv7-ի համարզգալիորեն ավելի, քան armv6-ի տակ:
  • Շատ հայտնի վիդեո նվագարկիչ հավելվածներ (օրինակ mx նվագարկիչ armv6) պահանջում է ներբեռնել և տեղադրել կոդեկների լրացուցիչ հավաքածու armv6 կամ armv7 պրոցեսորների ճարտարապետության համար, առանց որի դուք չեք հասնի ապարատային արագացման:

Հաճախակի տրվող հարցեր - պատասխաններ.

Ես ուզում եմ ներբեռնել խաղը, բայց նկարագրությունը պարունակում է զգուշացում, որ այս խաղը համատեղելի է միայն ARMv7-ի հետ կամ ունի երկու տարբերակ առանձին համապատասխանաբար և ARMv6-ի և ARMv7-ի համար, ի՞նչ ներբեռնեմ:

Պարզեք ձեզ հայտնի ցանկացած ձևով ձեր սարքում օգտագործվող պրոցեսորի ճշգրիտ անունը, այնուհետև գտեք այն Վիքիպեդիայի հատուկ նշանակված էջում և որոշեք օգտագործված ճարտարապետության տարբերակը: Այս անգամ լավ օրինակ կլինեն Snapdragon պրոցեսորները: հայտնի Qualcomm ընկերությունը, որի էջը գտնվում է հետևյալ հղումով.

Երրորդ կողմի ռեսուրսներից Android հավելվածը տեղադրելուց հետո այն հրաժարվում է գործարկել, ի՞նչ պետք է անեմ:

Համոզվեք, որ ձեր օպերացիոն համակարգի տարբերակը համապատասխանում է այս հավելվածի Android-ի համատեղելի տարբերակներին, ինչպես նաև պարզեք, թե ձեր պրոցեսորը ARM ճարտարապետության որ սերնդին է համապատասխանում, և եթե այն ARMv7 և ավելի բարձր է, ապա 99,9%-ով ցանկացած համեմատաբար նոր ծրագիր կամ խաղ: պետք է առնվազն այն կսկսվի մինչև լիցենզիան, որոշ տեխնիկական բնութագրեր և սարքի ճանաչման այլ տվյալներ հաստատվեն, և անհրաժեշտության դեպքում հավելվածի քեշի լրացուցիչ տվյալներ: Բացի այդ, այն չի խանգարի վաղաժամ ազատել RAM-ը ակտիվ ֆոնային պրոցեսորներից, եթե ազատ տարածքը: չի համապատասխանում որոշակի խաղի նվազագույն պահանջին: Խորհուրդ ենք տալիս պահել 256 կամ ավելի լավը՝ 512 մեգաբայթ անվճար RAM:

Գտեք այսօր armv7 հեռախոսներշատ ավելի հեշտ, քան մի քանի տարի առաջ, քանի որ... Այս միկրոպրոցեսորային ճարտարապետությունն արդեն հասել է բջջային սմարթֆոնների շուկայի բյուջետային տարածքին, բայց «հին» սեփականատերերի համար այս հոդվածը իսկապես կարող է օգտակար լինել:

Այստեղ մենք չենք տեղադրել ARM-ի տարբեր տարբերակների սարքերի ներկայիս ցանկը, քանի որ այս ցանկը մշտապես թարմացվում է, և դրան հետևել պարզապես անհնար է։ Խորհուրդ ենք տալիս անհապաղ որոնել ձեր սարքը Վիքիպեդիայի էջերում, որոնք նվիրված են այս կամ այն ​​շարժական պրոցեսորին:

Մեր օրերում կան երկու ամենահայտնի պրոցեսորային ճարտարապետությունը. Սա x86-ն է, որը մշակվել է դեռևս 80-ականներին և օգտագործվում է անհատական ​​համակարգիչներում և ARM-ում՝ ավելի ժամանակակից, ինչը պրոցեսորները դարձնում է ավելի փոքր և ավելի խնայող։ Այն օգտագործվում է բջջային սարքերի կամ պլանշետների մեծ մասում:

Երկու ճարտարապետությունն ունեն իրենց կողմն ու կողմերը, ինչպես նաեւ դիմումի ոլորտները, բայց կան նաեւ ընդհանուր հատկություններ: Շատ փորձագետներ ասում են, որ թեւը ապագան է, բայց այն դեռեւս որոշակի թերություններ ունի, որոնք X86- ը չունի: Այսօր մեր հոդվածում մենք կանդրադառնանք, թե ինչպես է Arm Recorcyure- ը տարբերվում x86- ից: Եկեք նայենք բազկաթոռի եւ x86- ի հիմնարար տարբերություններին, ինչպես նաեւ փորձենք որոշել, թե որն է ավելի լավը:

Պրոցեսորը ցանկացած հաշվարկային սարքի հիմնական բաղադրիչն է, լինի սմարթֆոն կամ համակարգիչ: Դրա կատարումը որոշում է, թե որքան արագ է սարքը կաշխատի եւ որքան ժամանակ կարող է գործարկել մարտկոցի հզորության վրա: Պարզ ասած, պրոցեսորի ճարտարապետությունը հրահանգների մի շարք է, որոնք կարող են օգտագործվել ծրագրեր կազմելու համար և իրականացվում են ապարատային համակարգում՝ օգտագործելով պրոցեսորային տրանզիստորների որոշակի համակցություններ: Դրանք այն են, ինչը թույլ է տալիս ծրագրերը շփվել ապարատների հետ եւ որոշել, թե ինչպես են տվյալները փոխանցվելու եւ կարդալիշից:

Այս պահին կա երկու տեսակի ճարտարապետություն, CISC (բարդ հրահանգների հավաքածու) եւ RISC (կրճատված հրահանգների հաշվարկ): Առաջինը ենթադրում է, որ պրոցեսորը կիրականացնի հրահանգներ բոլոր առիթների համար, երկրորդը՝ RISC-ը, ծրագրավորողներին խնդիր է դնում ստեղծել պրոցեսոր՝ շահագործման համար անհրաժեշտ նվազագույն հրահանգների հավաքածուով: RISC հրահանգներն ավելի փոքր են և պարզ:

x86 ճարտարապետություն

x86 պրոցեսորի ճարտարապետությունը մշակվել է 1978 թվականին և առաջին անգամ հայտնվել է Intel պրոցեսորներում և CISC տեսակի է։ Դրա անունը վերցված է այս ճարտարապետությամբ առաջին պրոցեսորի մոդելից՝ Intel 8086: Ժամանակի ընթացքում, ավելի լավ այլընտրանքի բացակայության պայմաններում, պրոցեսորների այլ արտադրողներ, օրինակ՝ AMD-ն, սկսեցին աջակցել այս ճարտարապետությանը: Այն այժմ ստանդարտ է սեղանադիր համակարգիչների, դյուրակիր համակարգիչների, նեթբուքերի, սերվերների և այլ նմանատիպ սարքերի համար: Բայց երբեմն պլանշետներում օգտագործվում են x86 պրոցեսորներ, սա բավականին տարածված պրակտիկա է:

Առաջին Intel 8086 պրոցեսորն ուներ 16-բիթանոց հզորություն, այնուհետև 2000 թվականին թողարկվեց 32-բիթանոց ճարտարապետական ​​պրոցեսոր, և նույնիսկ ավելի ուշ հայտնվեց 64-բիթանոց ճարտարապետություն: Մենք այս մասին մանրամասն քննարկեցինք առանձին հոդվածում: Այս ընթացքում ճարտարապետությունը շատ է զարգացել, ավելացվել են հրահանգների և ընդլայնումների նոր հավաքածուներ, որոնք կարող են մեծապես բարձրացնել պրոցեսորի աշխատանքը:

x86-ն ունի մի քանի նշանակալի թերություններ. Նախ, սա հրամանների բարդությունն է, նրանց խառնաշփոթը, որն առաջացել է զարգացման երկար պատմության շնորհիվ: Երկրորդ, նման պրոցեսորները չափազանց շատ էներգիա են սպառում և դրա պատճառով մեծ ջերմություն են առաջացնում: x86 ինժեներներն ի սկզբանե բռնեցին առավելագույն արդյունավետություն ձեռք բերելու ճանապարհը, իսկ արագությունը ռեսուրսներ է պահանջում: Նախքան նայենք թեւի x86-ի տարբերություններին, եկեք խոսենք ARM ճարտարապետության մասին:

ARM ճարտարապետություն

Այս ճարտարապետությունը ներկայացվել է մի փոքր ավելի ուշ x86-ի հետևում՝ 1985 թ. Այն մշակվել է բրիտանական հայտնի Acorn ընկերության կողմից, այնուհետև այս ճարտարապետությունը կոչվել է Arcon Risk Machine և պատկանում է RISC տեսակին, բայց հետո թողարկվել է դրա կատարելագործված տարբերակը Advanted RISC Machine, որն այժմ հայտնի է որպես ARM։

Այս ճարտարապետությունը մշակելիս ինժեներներն իրենց նպատակ են դրել վերացնել x86-ի բոլոր թերությունները և ստեղծել բոլորովին նոր և ամենաարդյունավետ ճարտարապետություն։ ARM չիպսերը ստացան նվազագույն էներգիայի սպառում և ցածր գին, բայց ցածր կատարողականություն ունեին x86-ի համեմատ, ուստի սկզբնական շրջանում դրանք մեծ ժողովրդականություն չստացան անհատական ​​համակարգիչների վրա:

Ի տարբերություն x86-ի, մշակողները սկզբում փորձել են հասնել ռեսուրսների նվազագույն ծախսերին, նրանք ունեն ավելի քիչ պրոցեսորի հրահանգներ, ավելի քիչ տրանզիստորներ, բայց, համապատասխանաբար, ավելի քիչ լրացուցիչ հնարավորություններ: Բայց ARM պրոցեսորների աշխատանքը վերջին տարիներին բարելավվում է։ Հաշվի առնելով սա և էներգիայի ցածր սպառումը, դրանք շատ լայնորեն օգտագործվում են բջջային սարքերում, ինչպիսիք են պլանշետները և սմարթֆոնները:

Տարբերությունները ARM-ի և x86-ի միջև

Եվ հիմա, երբ մենք նայեցինք այս ճարտարապետությունների զարգացման պատմությանը և դրանց հիմնարար տարբերություններին, եկեք մանրամասն համեմատենք ARM-ը և x86-ը՝ հիմնվելով դրանց տարբեր բնութագրերի վրա, որպեսզի որոշենք, թե որն է ավելի լավ և ավելի ճշգրիտ հասկանալ, թե որոնք են դրանց տարբերությունները:

Արտադրություն

Արտադրությունը x86 vs arm-ը տարբերվում է: Միայն երկու ընկերություններ են արտադրում x86 պրոցեսորներ՝ Intel և AMD: Սկզբում սա մեկ ընկերություն էր, բայց դա բոլորովին այլ պատմություն է: Նման վերամշակողներ արտադրելու իրավունք ունեն միայն այս ընկերությունները, ինչը նշանակում է, որ միայն նրանք են վերահսկելու ենթակառուցվածքների զարգացման ուղղությունը։

ARM-ը շատ այլ կերպ է աշխատում. ARM մշակող ընկերությունը ոչինչ չի թողարկում. Նրանք ուղղակի թույլտվություն են տալիս մշակել այս ճարտարապետության պրոցեսորները, և արտադրողները կարող են անել այն, ինչ անհրաժեշտ է, օրինակ՝ արտադրել հատուկ չիպեր իրենց անհրաժեշտ մոդուլներով։

Հրահանգների քանակը

Սրանք հիմնական տարբերություններն են arm-ի և x86 ճարտարապետության միջև: x86 պրոցեսորներն արագ զարգացան որպես ավելի հզոր և արդյունավետ: Մշակողները ավելացրել են մեծ թվով պրոցեսորի հրահանգներ, և կա ոչ միայն հիմնական հավաքածու, այլ բավականին շատ հրամաններ, որոնք հնարավոր է անել առանց: Սկզբում դա արվում էր սկավառակի վրա ծրագրերի զբաղեցրած հիշողության ծավալը նվազեցնելու համար: Մշակվել են նաև պաշտպանության և վիրտուալացման, օպտիմալացման և շատ ավելին շատ տարբերակներ: Այս ամենը պահանջում է լրացուցիչ տրանզիստորներ և էներգիա:

ARM-ն ավելի պարզ է. Այստեղ պրոցեսորի հրահանգները շատ ավելի քիչ են, միայն նրանք, որոնք անհրաժեշտ են օպերացիոն համակարգին և իրականում օգտագործվում են: Եթե ​​համեմատենք x86-ը, ապա այնտեղ օգտագործվում է բոլոր հնարավոր հրահանգների միայն 30%-ը։ Դրանք ավելի հեշտ է սովորել, եթե որոշեք ծրագրեր գրել ձեռքով, ինչպես նաև դրանք իրականացնելու համար պահանջում են ավելի քիչ տրանզիստորներ:

Էլեկտրաէներգիայի սպառում

Նախորդ պարբերությունից ևս մեկ եզրակացություն է բխում. Որքան շատ տրանզիստորներ լինեն տախտակի վրա, այնքան մեծ է դրա տարածքը և էներգիայի սպառումը, և ճիշտ է նաև հակառակը:

x86 պրոցեսորները շատ ավելի շատ էներգիա են սպառում, քան ARM-ը: Բայց էներգիայի սպառման վրա ազդում է նաև տրանզիստորի չափը: Օրինակ՝ Intel i7 պրոցեսորը սպառում է 47 Վտ, իսկ ARM սմարթֆոնի ցանկացած պրոցեսոր՝ ոչ ավելի, քան 3 Վտ: Նախկինում արտադրվում էին 80 նմ մեկ տարրի չափսով տախտակներ, այնուհետև Intel-ը հասավ կրճատման մինչև 22 նմ, իսկ այս տարի գիտնականները կարողացան ստեղծել 1 նանոմետր տարրի չափով տախտակ։ Սա զգալիորեն կնվազեցնի էլեկտրաէներգիայի սպառումը, առանց կատարողականության կորստի:

Վերջին տարիներին x86 պրոցեսորների էներգիայի սպառումը զգալիորեն նվազել է, օրինակ՝ նոր Intel Haswell պրոցեսորները կարող են ավելի երկար աշխատել մարտկոցով։ Այժմ arm-ի և x86-ի միջև տարբերությունը աստիճանաբար վերանում է:

Ջերմության ցրում

Տրանզիստորների քանակը ազդում է մեկ այլ պարամետրի վրա՝ ջերմության առաջացման: Ժամանակակից սարքերը չեն կարող ամբողջ էներգիան վերածել արդյունավետ գործողության, դրա մի մասը ցրվում է ջերմության տեսքով: Տախտակների արդյունավետությունը նույնն է, ինչը նշանակում է, որ որքան քիչ տրանզիստորներ և փոքր չափսեր լինեն, այնքան ավելի քիչ ջերմություն կստեղծի պրոցեսորը: Այստեղ արդեն հարց չի առաջանում՝ ARM-ը կամ x86-ը ավելի քիչ ջերմություն կառաջացնեն։

Պրոցեսորի կատարումը

ARM-ն ի սկզբանե նախատեսված չէր առավելագույն կատարողականության համար, այստեղ է x86-ը գերազանցում: Սա մասամբ պայմանավորված է տրանզիստորների ավելի փոքր քանակով: Սակայն վերջերս ARM պրոցեսորների արդյունավետությունը մեծանում է, և դրանք արդեն կարող են ամբողջությամբ օգտագործվել նոութբուքերում կամ սերվերներում։

եզրակացություններ

Այս հոդվածում մենք նայեցինք, թե ինչպես է ARM-ը տարբերվում x86-ից: Տարբերությունները բավականին լուրջ են։ Սակայն վերջերս երկու ճարտարապետությունների միջև սահմանը մշուշոտ է դարձել: ARM պրոցեսորները դառնում են ավելի արդյունավետ և արագ, իսկ x86 պրոցեսորները, շնորհիվ տախտակի կառուցվածքային տարրի չափի կրճատման, սկսում են ավելի քիչ էներգիա սպառել և ավելի քիչ ջերմություն արտադրել։ ARM պրոցեսորներն արդեն կարող եք գտնել սերվերների և նոթբուքերի վրա, իսկ x86-ը՝ պլանշետների և սմարթֆոնների վրա։

Ի՞նչ կարծիքի եք այս x86-ի և ARM-ի մասին։ Ո՞ր տեխնոլոգիան է ապագան ձեր կարծիքով: Գրեք մեկնաբանություններում! Իմիջայլոց, .

Ավարտելով ARM ճարտարապետության զարգացման մասին տեսանյութը.

2011 թվականին ARM Limited-ը հայտարարեց պրոցեսորների նոր ընտանիքի մասին, որը կոչվում է ARMv8: Իսկ 2013-ին Apple-ը թողարկեց առաջին ARMv8 պրոցեսորը՝ A7 մեկ չիպային համակարգը, որն օգտագործվում է iPhone 5S-ում, iPad Air-ում և iPad mini Retina-ում։ ARMv8 ճարտարապետությունը ստացել է 64-բիթանոց հրահանգների հավաքածու, բայց դա հեռու է իր միակ առավելությունից իր նախորդի ARMv7-ի նկատմամբ: Կարդացեք հոդվածը, թե ինչպես են նախագծված 64-բիթանոց ARMv8 պրոցեսորները և ինչպիսին են դրանք:

ARM ճարտարապետության պատմության, ARM Limited-ի գործունեության առանձնահատկությունների և ARMv5, ARMv6 և ARMv7 պրոցեսորների սերունդների մասին կարող եք կարդալ հոդվածում։ Իսկ Qualcomm-ի, NVIDIA-ի, Samsung-ի, Apple-ի, MediaTek-ի և այլնի արտադրած ARMv7 չիպերի հայտնի մոդելների մասին մանրամասն նկարագրված են հոդվածներում և.

ARMv8 պրոցեսորների ընտանիքի նորացված ճարտարապետությունը ստացել է AArch64 անվանումը: Այն ստացել է 64-բիթանոց հրահանգների հավաքածու և մեծ քանակությամբ RAM-ով աշխատելու հնարավորություն (4 ԳԲ կամ ավելի): Իհարկե, ապահովված է համատեղելիություն 32-բիթանոց հավելվածների հետ (AArch32): ARMv8-ի այլ կարևոր նորամուծություններն էին.

- 31 ընդհանուր նշանակության ռեգիստր, յուրաքանչյուրը 64 բիթ երկարությամբ, մինչդեռ SP-ն և PC-ն ընդհանուր նշանակության ռեգիստրներ չեն: Որքան մեծ է ռեգիստրների բիթային խորությունը, այնքան ավելի շատ թվեր կարող են պահվել դրանցում: Եվ որքան մեծ է ռեգիստրների թիվը, այնքան դրանցում միաժամանակ ավելի շատ տվյալներ են տեղադրվում։ Արդյունքում, ավելի մեծ քանակությամբ տվյալներ կարող են մշակվել մեկ հրահանգով, և ամբողջ ալգորիթմը կգործի ավելի արագ;
— 48-բիթանոց ձևաչափից վիրտուալ հասցեների թարգմանությունն աշխատում է ARMv7-ից փոխառված LPAE մեխանիզմների միջոցով.
— ֆիքսված երկարությամբ հրահանգների նոր հավաքածու: Հրահանգները ունեն 32 բիթ չափ և շատերը նույնն են, ինչ AArch32 հրահանգները, թեև կան ավելի քիչ պայմանական հրահանգներ.
— SIMD NEON և VFP համապրոցեսորներին հասանելի 128-բիթանոց ռեգիստրների (համատեղելի 64-բիթանոց ռեգիստրների հետ) թիվը 16-ից ավելացվել է 32-ի, և ավելացվել են նոր ծածկագրային հրահանգներ AES և SHA: SIMD NEON հրահանգների հավաքածուն արագացնում է լրատվամիջոցների և ազդանշանի մշակման ծրագրերը: Իր հերթին, VFP-ն պատասխանատու է լողացող կետով թվերի վրա ցածր էներգիայի հաշվարկների համար.
— կրկնակի ճշգրտությամբ լողացող կետով թվերի և IEEE 754 ստանդարտի հաշվարկների աջակցություն, որը ընդհանուր ընդունված ձևաչափ է՝ թվաբանական գործողությունների ծրագրային իրականացման մեջ օգտագործվող լողացող կետով թվերը ներկայացնելու համար:

ARM Limited տեղեկատու միջուկներ

Առաջին ARMv8 պրոցեսորային միջուկները, որոնք մշակվել են ուղղակիորեն ARM Limited-ի կողմից, Cortex-A53 և A57 են: A53 միջուկը միջին տիրույթի լուծում է՝ 2,3 DMIPS/MHz գործունակությամբ, որը մոտավորապես կեսն է ներկայիս Cortex-A7-ի (1,9 DMIPS/MHz) և A9-ի (2,5 DMIPS/MHz) միջև: Մինչդեռ A57-ը զբաղեցնում է վերին հատվածը, քանի որ դրա կատարումը (4,1 DMIPS/MHz) գերազանցում է երկու 32-բիթանոց ֆլագմանների՝ Cortex-A15 (3,5 DMIPS/MHz) և A17 (4 DMIPS/MHz) կատարողականությանը:

Ի հավելումն տեղեկատու պրոցեսորային միջուկների լիցենզավորման, ARM Limited-ը վաճառում է ընդլայնված լիցենզիաներ, որոնք թույլ են տալիս չիպեր արտադրողներին փոփոխել ARM ճարտարապետությունն իրենց հայեցողությամբ: Օրինակ՝ Apple-ը, Qualcomm-ը և NVIDIA-ն ունեն նման լիցենզիաներ։ Հետևաբար, ոչինչ չի խանգարում պրոցեսոր արտադրողներին ստեղծել սեփական լուծումներ՝ հիմնված ARMv8-ի վրա, որոնք էականորեն տարբերվում են Cortex-A53 և A57 հղումներից:


Apple A7

Առաջին և առայժմ միակ 64-բիթանոց ARM պրոցեսորը, որն արդեն օգտագործվում է սմարթֆոններում և պլանշետներում, Apple A7-ն է։ Այն կառուցված է Apple-ի սեփական Cyclone ճարտարապետության վրա, որը համատեղելի է ARMv8-ի հետ: Սա ընկերության երկրորդ ներքին մշակված պրոցեսորային ճարտարապետությունն է. առաջինը Swift-ն էր (A6 և A6X չիպեր, ARMv7 ընտանիք):

A7 մեկ չիպային համակարգն ունի ընդամենը երկու պրոցեսորային միջուկ (հաճախականությունը մինչև 1,4 ԳՀց), սակայն կա PowerVR G6430 գրաֆիկական արագացուցիչ՝ չորս միջուկային կլաստերներով: A7 չիպի կատարումը պրոցեսորից կախված առաջադրանքներում աճել է մոտ մեկուկես անգամ՝ համեմատած A6-ի հետ, մինչդեռ տարբեր գրաֆիկական թեստերում աճը երկուսից երեք անգամ է:

Բայց iOS սարքերը դեռ չեն զգացել մեծ քանակությամբ RAM-ի հետ աշխատելու տեսական հնարավորությունը՝ շնորհիվ A7 պրոցեսորի 64-բիթանոց ճարտարապետության։ iPhone 5s-ը, iPad Air-ը և iPad mini Retina-ն ունեն ընդամենը 1 ԳԲ օպերատիվ հիշողություն; և դժվար թե Apple-ի նոր սերնդի շարժական սարքերում RAM-ի քանակը կրկնապատկվի։

Qualcomm Snapdragon 410, 610, 615, 808 և 810

Apple-ից հետո Qualcomm-ը շտապեց հայտարարել իր 64-բիթանոց ARM պրոցեսորների մասին՝ միանգամից հինգ մոդելով: Ճիշտ է, մինչ այժմ դրանցից ոչ մեկը չի օգտագործվում կոմերցիոն սմարթֆոններում կամ պլանշետներում։ Ամենայն հավանականությամբ, 64-բիթանոց Android սարքերի դարաշրջանը կծաղկի 2015 թվականի սկզբին CES-ում և MWC-ում:

Snapdragon 410 մեկ չիպային համակարգը (MSM8916) ամենաերիտասարդն է հայտարարված 64-բիթանոց Qualcomm շարքից: Այն ներառում է չորս Cortex-A53 միջուկներ՝ 1,2 ԳՀց հաճախականությամբ, Adreno 306 գրաֆիկական արագացուցիչ և ամենահետաքրքիրը՝ նավիգացիոն մոդուլ՝ GPS, GLONASS և նույնիսկ չինական արբանյակային ցանցերի աջակցությամբ։ Նրանք նախատեսում են Snapdragon 410-ն օգտագործել Android-ի, Windows Phone-ի և Firefox OS-ի վրա հիմնված էժան սմարթֆոններում:

Նույն չորս Cortex-A53 միջուկները, ինչ 410-ը, պարունակում են Snapdragon 610 (MSM8936) չիպ, միայն այն ունի բարելավված գրաֆիկա Adreno 405: Թեև Snapdragon 615 (MSM8939) նման է 610 գրաֆիկային, բայց Cortex-ն ունի կրկնակի պրոցեսորային միջուկներ: նույնքան A53 – ութ Cortex-A53:

Ի տարբերություն 410, 610, 615 մոդելների, որոնք պատրաստված են 28 նմ պրոցեսի տեխնոլոգիայով, Snapdragon 808 (MSM8992) և 810 (MSM8994) չիպերը կարտադրվեն առաջադեմ 20 նմ տեխնոլոգիայով։ Նրանք երկուսն էլ կառուցված են ըստ big.LITTLE սխեմայի՝ երկու (մոդել 808) կամ չորս (810) հզոր Cortex-A57 միջուկներ և չորս էներգաարդյունավետ Cortex-A53: Գրաֆիկները տրամադրվում են համապատասխանաբար Adreno 418 և Adreno 430-ի կողմից: Բացի այդ, ավելի հին Snapdragon 810-ն ունի ներկառուցված LPDDR4 RAM կարգավորիչ:

Բայց հիմնական հարցն այն է, թե կոնկրետ ե՞րբ Qualcomm-ը կներկայացնի իր սեփական պրոցեսորային ճարտարապետությունը՝ հիմնված ARMv8-ի վրա, ինչպես դա արեց Scorpion-ի և Krait-ի դեպքում (փոփոխված ARMv7):

MediaTek MT6732, MT6752, MT6795

MediaTek-ը նույնպես չէր կարող երկար մնալ 64-բիթանոց մրցավազքի եզրին, ընդամենը մի քանի տարվա ընթացքում այն ​​չինական iPhone-ի կլոնների համար պրոցեսորների փոքր արտադրողից վերածվեց աշխարհի ամենամեծ չիպեր արտադրողներից մեկի, թեև առանց գործարանի: Սակայն Apple-ն ու Qualcomm-ը նույնպես չունեն իրենց սեփականը։

MediaTek MT6732 և MT6752 մեկ չիպով համակարգերը պետք է մրցակցեն Snapdragon 610 և 615 չիպերի հետ: Նրանք ունեն չորս և ութ Cortex-A53 պրոցեսորային միջուկներ (հաճախականությունը 1,5 և 2 ԳՀց, համապատասխանաբար) և նույն Mali-T760 գրաֆիկան (մշակված LRM-ի կողմից): Ավելի հին MT6795 չիպը պատասխանն էր Snapdragon 810-ին՝ big.LITTLE ճարտարապետություն, չորս Cortex-A57 և A53 միջուկներ 2,2 ԳՀց հաճախականությամբ, ինչպես նաև PowerVR G6200 գրաֆիկական արագացուցիչ:

NVIDIA Tegra K1 (Project Denver)

NVIDIA-ն որոշել է իր գոյություն ունեցող Tegra K1 չիպը վերածել 64-բիթանոց պրոցեսորի ճարտարապետության: Դրա գրաֆիկական բաղադրիչն արդեն, հավանաբար, լավագույնն էր իր մրցակիցների մեջ՝ GK20A-ն՝ 192 Kepler միջուկներով, 365 GFLOPS կատարողականությամբ և ԱՀ գրաֆիկայի DirectX 11.2 և OpenGL 4.4 ստանդարտների աջակցությամբ (և ոչ նրանց բջջային գործընկերներին):

Չորս 32-բիթանոց Cortex-A15 միջուկների փոխարեն (գումարած հինգերորդ էներգաարդյունավետ միջուկը), թարմացված Tegra K1 մեկ չիպային համակարգը կստանա NVIDIA Project Denver-ի սեփական ճարտարապետության երկու ARMv8 միջուկներ: Պրոցեսորի ժամացույցի արագությունը կավելանա մինչև 2,5 ԳՀց, կմեծանա նաև քեշի չափը։ Զվարճալի փաստ. Tegra K1 գրաֆիկան մոտ հիսուն անգամ ավելի հզոր է, քան Tegra 2-ը:

եզրակացություններ

ARMv8 ճարտարապետության պրոցեսորներն ի վիճակի են մեկ ժամացույցի ընթացքում զգալիորեն ավելի շատ տվյալներ մշակել: Սա բարելավում է ինչպես ընդհանուր պրոցեսորի աշխատանքը, այնպես էլ մեկ վտ-ի դիմաց կատարողականությունը: Հաշվի առնելով տեխնոլոգիական ստանդարտների սահմանափակումները (ժամացույցի առավելագույն թույլատրելի հաճախականությունը), ARMv8-ին անցնելը բջջային պրոցեսորների աշխատանքը բարձրացնելու միակ հնարավոր միջոցն է՝ առանց էներգիայի սպառման և ջեռուցման ողջամիտ սահմաններից դուրս գալու:

Բնականաբար, ARMv8 ճարտարապետությունից կշահեն միայն iOS-ի և Android-ի այն հավելվածները, որոնք ի վիճակի են օգտագործել նոր պրոցեսորների բոլոր ռեսուրսները։ Նոր ճարտարապետության համար ծրագրերի օպտիմիզացումը կարող է լինել ձեռքով կամ ավտոմատ՝ կոմպիլյատորների մակարդակով:
64-բիթանոց ARM պրոցեսորով և 4 ԳԲ օպերատիվ հիշողությամբ առաջին Android սարքը Samsung Galaxy Note 4 ֆաբլետն է (. Իսկ երկրորդը, հավանաբար, կլինի HTC սերիայի պլանշետային համակարգիչը։

ՀԱՐԱԿԻՑ ՀՈԴՎԱԾՆԵՐ