ARM პროცესორი არის მობილური პროცესორი სმარტფონებისა და პლანშეტებისთვის.

ეს ცხრილი აჩვენებს ყველა ამჟამად ცნობილ ARM პროცესორს. ARM პროცესორების ცხრილი შეივსება და განახლდება ახალი მოდელების გამოჩენისთანავე. ეს ცხრილი იყენებს პირობით სისტემას CPU და GPU მუშაობის შესაფასებლად. ARM პროცესორის მუშაობის მონაცემები აღებულია სხვადასხვა წყაროდან, ძირითადად ისეთი ტესტების შედეგებზე დაყრდნობით, როგორიცაა: PassMark, ანტუტუ, GFXBench.

ჩვენ არ ვამტკიცებთ აბსოლუტურ სიზუსტეს. აბსოლუტურად ზუსტად წოდება და შეაფასეთ ARM პროცესორების მუშაობაშეუძლებელია, იმ მარტივი მიზეზის გამო, რომ თითოეულ მათგანს აქვს გარკვეული უპირატესობები, მაგრამ გარკვეულწილად ჩამორჩება სხვა ARM პროცესორებს. ARM პროცესორების ცხრილი საშუალებას გაძლევთ ნახოთ, შეაფასოთ და რაც მთავარია, შეადარეთ სხვადასხვა SoC-ები (System-On-Chip)გადაწყვეტილებები. ჩვენი მაგიდის გამოყენებით შეგიძლიათ შეადარეთ მობილური პროცესორებიდა საკმარისია გაარკვიოთ ზუსტად როგორ არის განლაგებული თქვენი მომავალი (ან აწმყო) სმარტფონის ან ტაბლეტის ARM გული.

აქ ჩვენ შევადარეთ ARM პროცესორები. ჩვენ გადავხედეთ და შევადარეთ CPU-სა და GPU-ს მუშაობა სხვადასხვა SoC-ში (სისტემა-ჩიპზე). მაგრამ მკითხველს შეიძლება ჰქონდეს რამდენიმე კითხვა: სად გამოიყენება ARM პროცესორები? რა არის ARM პროცესორი? რით განსხვავდება ARM არქიტექტურა x86 პროცესორებისგან? შევეცადოთ გავიგოთ ეს ყველაფერი დეტალებში ძალიან ჩაღრმავების გარეშე.

პირველ რიგში, მოდით განვსაზღვროთ ტერმინოლოგია. ARM არის არქიტექტურის სახელი და ამავე დროს მისი განვითარების წამყვანი კომპანიის სახელი. აბრევიატურა ARM ნიშნავს (Advanced RISC Machine ან Acorn RISC Machine), რომელიც შეიძლება ითარგმნოს როგორც: მოწინავე RISC მანქანა. ARM არქიტექტურააერთიანებს 32 და 64-ბიტიანი მიკროპროცესორული ბირთვების ოჯახს, რომელიც შემუშავებულია და ლიცენზირებულია ARM Limited-ის მიერ. დაუყოვნებლივ მინდა აღვნიშნო, რომ ARM Limited კომპანია ექსკლუზიურად არის დაკავებული მათთვის ბირთვების და ხელსაწყოების შემუშავებით (გამართვის ხელსაწყოები, შემდგენელები და ა.შ.), მაგრამ არა თავად პროცესორების წარმოებაში. კომპანია ARM Limitedყიდის ARM პროცესორების წარმოების ლიცენზიებს მესამე პირებზე. აქ არის იმ კომპანიების ნაწილობრივი სია, რომლებიც დღეს ლიცენზირებულნი არიან ARM პროცესორების წარმოებაზე: AMD, Atmel, Altera, Cirrus Logic, Intel, Marvell, NXP, Samsung, LG, MediaTek, Qualcomm, Sony Ericsson, Texas Instruments, nVidia, Freescale... და კიდევ ბევრი სხვა.

ზოგიერთი კომპანია, რომლებმაც მიიღეს ლიცენზია ARM პროცესორების წარმოებისთვის, ქმნიან ბირთვების საკუთარ ვერსიებს ARM არქიტექტურის საფუძველზე. მაგალითებია: 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 და HiSilicon K3.

დღეს ისინი მუშაობენ ARM-ზე დაფუძნებულ პროცესორებზეპრაქტიკულად ნებისმიერი ელექტრონიკა: PDA, მობილური ტელეფონები და სმარტფონები, ციფრული ფლეერები, პორტატული სათამაშო კონსოლები, კალკულატორები, გარე მყარი დისკები და მარშრუტიზატორები. ისინი ყველა შეიცავს ARM ბირთვს, ასე რომ, შეგვიძლია ვთქვათ ARM - მობილური პროცესორები სმარტფონებისთვისდა ტაბლეტები.

ARM პროცესორიწარმოადგენს ა SoC, ან "სისტემა ჩიპზე". SoC სისტემა, ან „სისტემა ჩიპზე“, შეიძლება შეიცავდეს ერთ ჩიპში, თავად CPU-ს გარდა, სრულფასოვანი კომპიუტერის დანარჩენ ნაწილებს. ეს მოიცავს მეხსიერების კონტროლერს, I/O პორტის კონტროლერს, გრაფიკულ ბირთვს და გეოპოზიციონირების სისტემას (GPS). ის ასევე შეიძლება შეიცავდეს 3G მოდულს, ისევე როგორც ბევრ სხვას.

თუ განვიხილავთ ARM პროცესორების ცალკეულ ოჯახს, ვთქვათ Cortex-A9 (ან სხვა), არ შეიძლება ითქვას, რომ ერთი და იმავე ოჯახის ყველა პროცესორს აქვს იგივე შესრულება ან ყველა აღჭურვილია GPS მოდულით. ყველა ეს პარამეტრი ძლიერ არის დამოკიდებული ჩიპების მწარმოებელზე და იმაზე, თუ რა და როგორ გადაწყვიტა მან თავის პროდუქტში დანერგვა.

რა განსხვავებაა ARM და X86 პროცესორებს შორის?? RISC (Reduced Instruction Set Computer) არქიტექტურა თავისთავად გულისხმობს ინსტრუქციების შემცირებულ კომპლექტს. რაც შესაბამისად იწვევს ენერგიის ძალიან ზომიერ მოხმარებას. ყოველივე ამის შემდეგ, ნებისმიერი ARM ჩიპის შიგნით არის ბევრად ნაკლები ტრანზისტორი, ვიდრე მისი კოლეგა x86 ხაზიდან. არ დაგავიწყდეთ, რომ SoC სისტემაში ყველა პერიფერიული მოწყობილობა განლაგებულია ერთი ჩიპის შიგნით, რაც საშუალებას აძლევს ARM პროცესორს კიდევ უფრო ენერგოეფექტური იყოს. ARM არქიტექტურა თავდაპირველად შეიქმნა მხოლოდ მთელი რიცხვის ოპერაციების გამოსათვლელად, განსხვავებით x86-ისგან, რომელსაც შეუძლია იმუშაოს მცურავი წერტილის გამოთვლებით ან FPU. შეუძლებელია ამ ორი არქიტექტურის მკაფიო შედარება. გარკვეულწილად, ARM-ს ექნება უპირატესობა. და სადღაც პირიქითაა. თუ თქვენ ცდილობთ უპასუხოთ კითხვას ერთი ფრაზით: რა განსხვავებაა ARM და X86 პროცესორებს შორის, მაშინ პასუხი ასეთი იქნება: ARM პროცესორმა არ იცის ბრძანებების რაოდენობა, რაც იცის x86 პროცესორმა. და ვინც იცის, გაცილებით მოკლედ გამოიყურება. ამას აქვს თავისი დადებითი და უარყოფითი მხარეები. როგორც არ უნდა იყოს, ბოლო დროს ყველაფერი იმაზე მეტყველებს, რომ ARM პროცესორები იწყებენ ნელა, მაგრამ აუცილებლად დაჭერას და გარკვეულწილად აჭარბებენ ჩვეულებრივ x86 პროცესორებსაც კი. ბევრი ღიად აცხადებს, რომ ARM პროცესორები მალე ჩაანაცვლებენ x86 პლატფორმას სახლის კომპიუტერების სეგმენტში. როგორც უკვე ვიცით, 2013 წელს რამდენიმე მსოფლიოში ცნობილმა კომპანიამ მთლიანად მიატოვა ნეტბუქების შემდგომი წარმოება პლანშეტური კომპიუტერების სასარგებლოდ. რა მოხდება რეალურად, ამას დრო გვიჩვენებს.

ჩვენ დავაკვირდებით ARM პროცესორებს, რომლებიც უკვე ხელმისაწვდომია ბაზარზე.

ყველას, ვინც დაინტერესებულია მობილური ტექნოლოგიებით, სმენია ARM არქიტექტურის შესახებ. თუმცა, ადამიანების უმეტესობისთვის ეს დაკავშირებულია ტაბლეტის ან სმარტფონის პროცესორებთან. სხვები ასწორებენ მათ და განმარტავენ, რომ ეს არ არის თავად ქვა, არამედ მხოლოდ მისი არქიტექტურა. მაგრამ თითქმის არცერთ მათგანს ნამდვილად არ აინტერესებდა, საიდან და როდის გაჩნდა ეს ტექნოლოგია.

იმავდროულად, ეს ტექნოლოგია ფართოდ არის გავრცელებული მრავალ თანამედროვე გაჯეტს შორის, რომელთაგან ყოველწლიურად უფრო და უფრო მეტია. გარდა ამისა, კომპანიის განვითარების გზაზე, რომელმაც დაიწყო ARM პროცესორების შემუშავება, არის ერთი საინტერესო შემთხვევა, რომლის ხსენებაც ცოდვა არ არის, შესაძლოა ვინმესთვის მომავლის გაკვეთილი გახდეს.

ARM არქიტექტურა დუმებისთვის

აბრევიატურა ARM მალავს საკმაოდ წარმატებულ ბრიტანულ კომპანიას ARM Limited IT ტექნოლოგიების სფეროში. ის წარმოადგენს Advanced RISC Machines-ს და არის 32-ბიტიანი RISC პროცესორის არქიტექტურის ერთ-ერთი მთავარი დეველოპერი და ლიცენზირებული მსოფლიოში, რომელიც უზრუნველყოფს პორტატული მოწყობილობების უმეტესობას.

მაგრამ, დამახასიათებელია, რომ კომპანია თავად არ აწარმოებს მიკროპროცესორებს, არამედ მხოლოდ ავითარებს და ლიცენზირებს თავის ტექნოლოგიას სხვა მხარეებზე. კერძოდ, ARM მიკროკონტროლერის არქიტექტურა შეძენილია შემდეგი მწარმოებლების მიერ:

• ატმელი.
• ცირუსის ლოგიკა.
• ინტელი.
• ვაშლი.
• nVidia.
• HiSilicon.
• მარველი.
• სამსუნგი.
• Qualcomm.
• Სონი ერიქსონი.
• Texas Instruments.
• ბროდკომი.

ზოგიერთი მათგანი ცნობილია ციფრული გაჯეტების მომხმარებელთა ფართო აუდიტორიისთვის. ბრიტანული კორპორაციის ARM-ის მონაცემებით, მათი ტექნოლოგიის გამოყენებით წარმოებული მიკროპროცესორების საერთო რაოდენობა 2,5 მილიარდზე მეტია. მობილური ქვების რამდენიმე სერიაა:

• ARM7 - საათის სიხშირე 60-72 MHz, რაც აქტუალურია ბიუჯეტის მობილური ტელეფონებისთვის.
• ARM9/ARM9E - სიხშირე უკვე უფრო მაღალია, დაახლოებით 200 MHz. უფრო ფუნქციონალური სმარტფონები და პერსონალური ციფრული ასისტენტები (PDA) აღჭურვილია ასეთი მიკროპროცესორებით.

Cortex და ARM11 უფრო თანამედროვე მიკროპროცესორების ოჯახებია წინა ARM მიკროკონტროლერების არქიტექტურასთან შედარებით, საათის სიჩქარით 1 გჰც-მდე და ციფრული სიგნალის დამუშავების მოწინავე შესაძლებლობებით.

პოპულარული xScale მიკროპროცესორები Marvell-დან (2007 წლის ზაფხულის შუა რიცხვებამდე პროექტი Intel-ის განკარგულებაში იყო) რეალურად არის ARM9 არქიტექტურის გაფართოებული ვერსია, რომელსაც ავსებს Wireless MMX ინსტრუქციების ნაკრები. Intel-ის ეს გადაწყვეტილება ორიენტირებული იყო მულტიმედიური აპლიკაციების მხარდაჭერაზე.

ARM ტექნოლოგია ეხება 32-ბიტიან მიკროპროცესორის არქიტექტურას, რომელიც შეიცავს შემცირებული ინსტრუქციების კომპლექტს, რომელსაც მოიხსენიებენ როგორც RISC. გამოთვლებით, ARM პროცესორების გამოყენება წარმოებული RISC პროცესორების მთლიანი რაოდენობის 82% -ს შეადგენს, რაც მიუთითებს 32-ბიტიანი სისტემების საკმაოდ ფართო დაფარვის არეალზე.

ბევრი ელექტრონული მოწყობილობა აღჭურვილია ARM პროცესორის არქიტექტურით და ეს არის არა მხოლოდ PDA და მობილური ტელეფონები, არამედ ხელის სათამაშო კონსოლები, კალკულატორები, კომპიუტერული პერიფერიული მოწყობილობები, ქსელის აღჭურვილობა და მრავალი სხვა.

პატარა მოგზაურობა დროში

მოდით გადავიტანოთ წარმოსახვითი დროის მანქანა რამდენიმე წლით უკან და შევეცადოთ გაერკვნენ, საიდან დაიწყო ეს ყველაფერი. თამამად შეიძლება ითქვას, რომ ARM საკმაოდ მონოპოლისტია თავის სფეროში. და ამას ადასტურებს ის ფაქტი, რომ სმარტფონებისა და სხვა ელექტრონული ციფრული მოწყობილობების აბსოლუტური უმრავლესობა კონტროლდება ამ არქიტექტურის გამოყენებით შექმნილი მიკროპროცესორებით.

1980 წელს დაარსდა Acorn Computers და დაიწყო პერსონალური კომპიუტერების შექმნა. ამიტომ, ARM ადრე დაინერგა როგორც Acorn RISC Machines.

ერთი წლის შემდეგ, მომხმარებლებს წარუდგინეს BBC Micro PC-ის სახლის ვერსია პირველი ARM პროცესორის არქიტექტურით. ეს იყო წარმატება, თუმცა, ჩიპი ვერ უმკლავდებოდა გრაფიკულ ამოცანებს და სხვა ვარიანტები Motorola 68000 და National Semiconductor 32016 პროცესორების სახით ასევე არ იყო შესაფერისი ამისათვის.

შემდეგ კომპანიის მენეჯმენტმა საკუთარი მიკროპროცესორის შექმნაზე დაფიქრდა. ინჟინრები დაინტერესდნენ ახალი პროცესორის არქიტექტურით, რომელიც გამოიგონეს ადგილობრივი უნივერსიტეტის კურსდამთავრებულებმა. მან უბრალოდ გამოიყენა შემცირებული ინსტრუქციების ნაკრები, ან RISC. და პირველი კომპიუტერის გამოჩენის შემდეგ, რომელსაც აკონტროლებდა Acorn Risc Machine პროცესორი, წარმატება საკმაოდ სწრაფად მოვიდა - 1990 წელს დაიდო ხელშეკრულება ბრიტანულ ბრენდსა და Apple-ს შორის. ამით დაიწყო ახალი ჩიპსეტის შემუშავება, რამაც, თავის მხრივ, განაპირობა განვითარების მთელი გუნდის ჩამოყალიბება, რომელსაც ეწოდება Advanced RISC Machines, ან ARM.

1998 წლიდან კომპანიამ სახელი შეიცვალა ARM Limited-ად. ახლა კი სპეციალისტები აღარ არიან ჩართულნი ARM არქიტექტურის წარმოებასა და განხორციელებაში. რა მისცა? ამან არანაირად არ იმოქმედა კომპანიის განვითარებაზე, თუმცა კომპანიის მთავარი და ერთადერთი მიმართულება იყო ტექნოლოგიების განვითარება, ასევე ლიცენზიების მიყიდვა მესამე მხარის კომპანიებზე, რათა მათ შეეძლოთ პროცესორის არქიტექტურის გამოყენება. ამავდროულად, ზოგიერთი კომპანია იძენს უფლებებს მზა ბირთვებზე, ზოგი კი პროცესორებს საკუთარი ბირთვით აღჭურვა შეძენილი ლიცენზიით.

ზოგიერთი მონაცემის მიხედვით, კომპანიის შემოსავალი თითოეულ ასეთ გადაწყვეტაზე არის 0.067 $. მაგრამ ეს ინფორმაცია საშუალო და მოძველებულია. ჩიპსეტებში ბირთვების რაოდენობა ყოველწლიურად იზრდება და შესაბამისად, თანამედროვე პროცესორების ღირებულება ძველ მოდელებს აღემატება.

განაცხადის არეალი

სწორედ მობილური მოწყობილობების განვითარებამ მოუტანა უზარმაზარი პოპულარობა ARM Limited-ს. და როდესაც სმარტფონებისა და სხვა პორტატული ელექტრონული მოწყობილობების წარმოება ფართოდ გავრცელდა, ენერგოეფექტურმა პროცესორებმა მაშინვე გამოიყენეს. მაინტერესებს არის თუ არა Linux on arm არქიტექტურაზე?

ARM-ის განვითარების კულმინაცია მოხდა 2007 წელს, როდესაც განახლდა მისი პარტნიორობა Apple-ის ბრენდთან. ამის შემდეგ მომხმარებლებს წარუდგინეს ARM პროცესორზე დაფუძნებული პირველი iPhone. მას შემდეგ, ასეთი პროცესორის არქიტექტურა გახდა თითქმის ნებისმიერი წარმოებული სმარტფონის უცვლელი კომპონენტი, რომელიც მხოლოდ თანამედროვე მობილური ბაზარზეა შესაძლებელი.

შეიძლება ითქვას, რომ თითქმის ყველა თანამედროვე ელექტრონული მოწყობილობა, რომელიც პროცესორის მიერ კონტროლირებას საჭიროებს, რაღაცნაირად აღჭურვილია ARM ჩიპებით. და ის ფაქტი, რომ ასეთი პროცესორის არქიტექტურა მხარს უჭერს ბევრ ოპერაციულ სისტემას, იქნება ეს Linux, Android, iOS და Windows, უდაო უპირატესობაა. მათ შორის არის Windows ჩაშენებული CE 6.0 Core; მკლავის არქიტექტურა ასევე მხარდაჭერილია მასში. ეს პლატფორმა განკუთვნილია ხელის კომპიუტერებისთვის, მობილური ტელეფონებისთვის და ჩაშენებული სისტემებისთვის.

x86-ისა და ARM-ის გამორჩეული თვისებები

ბევრი მომხმარებელი, ვისაც ბევრი რამ სმენია ARM-ისა და x86-ის შესახებ, ოდნავ აბნევს ამ ორ არქიტექტურას ერთმანეთთან. თუმცა, მათ აქვთ გარკვეული განსხვავებები. არსებობს ორი ძირითადი ტიპის არქიტექტურა:

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

CISC მოიცავს x86 პროცესორებს (Intel ან AMD), RISC, როგორც უკვე გესმით, მოიცავს ARM ოჯახს. x86 და მკლავების არქიტექტურას ჰყავს თავისი თაყვანისმცემლები. ARM სპეციალისტების ძალისხმევის წყალობით, რომლებიც ხაზს უსვამდნენ ენერგოეფექტურობას და მარტივი ინსტრუქციების გამოყენებას, პროცესორებმა დიდი სარგებელი მიიღო - მობილური ბაზარი სწრაფად განვითარდა და ბევრი სმარტფონი თითქმის გაუტოლდა კომპიუტერების შესაძლებლობებს.

თავის მხრივ, Intel ყოველთვის იყო განთქმული დესკტოპის კომპიუტერებისთვის, ლეპტოპების, სერვერებისთვის და სუპერკომპიუტერებისთვისაც კი, მაღალი წარმადობითა და გამტარუნარიანობის მქონე პროცესორების წარმოებით.

ამ ორმა ოჯახმა მომხმარებლების გული თავისებურად მოიგო. მაგრამ რა არის მათი განსხვავება? არსებობს რამდენიმე გამორჩეული თვისება ან თუნდაც თვისება; მოდით შევხედოთ მათგან ყველაზე მნიშვნელოვანს.

გადამამუშავებელი სიმძლავრე

დავიწყოთ ARM და x86 არქიტექტურებს შორის განსხვავებების ანალიზი ამ პარამეტრით. RISC პროფესორების სპეციალობაა რაც შეიძლება ნაკლები ინსტრუქციის გამოყენება. უფრო მეტიც, ისინი უნდა იყოს რაც შეიძლება მარტივი, რაც მათ უპირატესობას ანიჭებს არა მხოლოდ ინჟინრებს, არამედ პროგრამული უზრუნველყოფის შემქმნელებსაც.

აქ ფილოსოფია მარტივია - თუ ინსტრუქციები მარტივია, მაშინ სასურველი წრე არ საჭიროებს ძალიან ბევრ ტრანზისტორს. შედეგად, დამატებითი სივრცე თავისუფლდება რაღაცისთვის ან ჩიპების ზომები მცირდება. ამ მიზეზით, ARM მიკროპროცესორებმა დაიწყეს პერიფერიული მოწყობილობების ინტეგრირება, როგორიცაა გრაფიკული პროცესორები. ამის მაგალითია Raspberry Pi კომპიუტერი, რომელსაც აქვს კომპონენტების მინიმალური რაოდენობა.

თუმცა, მარტივი ინსტრუქციები ფასიანია. გარკვეული ამოცანების შესასრულებლად საჭიროა დამატებითი ინსტრუქციები, რაც, როგორც წესი, იწვევს მეხსიერების მოხმარების გაზრდას და ამოცანების შესრულების დროს.

მკლავის პროცესორის არქიტექტურისგან განსხვავებით, CISC ჩიპების ინსტრუქციებს, როგორიცაა Intel-ის გადაწყვეტილებები, შეუძლიათ შეასრულონ რთული ამოცანები დიდი მოქნილობით. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, RISC-ზე დაფუძნებული მანქანები ასრულებენ ოპერაციებს რეგისტრებს შორის და ჩვეულებრივ მოითხოვს პროგრამის ჩატვირთვას ცვლადების რეესტრში ოპერაციის შესრულებამდე. CISC პროცესორებს შეუძლიათ შეასრულონ ოპერაციები რამდენიმე გზით:

• რეგისტრებს შორის;
• რეესტრსა და მეხსიერების მდებარეობას შორის;
• მეხსიერების უჯრედებს შორის.

მაგრამ ეს მხოლოდ განმასხვავებელი მახასიათებლების ნაწილია; მოდით გადავიდეთ სხვა მახასიათებლების ანალიზზე.

Ენერგომოხმარება

მოწყობილობის ტიპის მიხედვით, ენერგიის მოხმარებას შეიძლება ჰქონდეს მნიშვნელობის სხვადასხვა ხარისხი. სისტემისთვის, რომელიც დაკავშირებულია ენერგიის მუდმივ წყაროსთან (ელექტრო ქსელთან), უბრალოდ არ არსებობს ენერგიის მოხმარების შეზღუდვა. თუმცა, მობილური ტელეფონები და სხვა ელექტრონული გაჯეტები მთლიანად დამოკიდებულია ენერგიის მართვაზე.

კიდევ ერთი განსხვავება მკლავსა და x86 არქიტექტურებს შორის არის ის, რომ პირველს აქვს ენერგიის მოხმარება 5 ვტ-ზე ნაკლები, მათ შორის მრავალი დაკავშირებული პაკეტი: GPU, პერიფერიული მოწყობილობები, მეხსიერება. ეს დაბალი სიმძლავრე განპირობებულია ტრანზისტორების უფრო მცირე რაოდენობით შერწყმული შედარებით დაბალ სიჩქარეებთან (თუ პარალელს გავავლებთ დესკტოპის პროცესორებთან). ამავდროულად, ეს გავლენას ახდენს პროდუქტიულობაზე - კომპლექსურ ოპერაციებს უფრო მეტი დრო სჭირდება.

Intel-ის ბირთვებს აქვთ უფრო რთული სტრუქტურა და, შედეგად, მათი ენერგიის მოხმარება მნიშვნელოვნად მაღალია. მაგალითად, მაღალი ხარისხის Intel I-7 პროცესორი მოიხმარს დაახლოებით 130 W ენერგიას, მობილური ვერსიები - 6-30 W.

პროგრამული უზრუნველყოფა

ამ პარამეტრზე შედარების გაკეთება საკმაოდ რთულია, რადგან ორივე ბრენდი ძალიან პოპულარულია მათ წრეებში. მოწყობილობები, რომლებიც დაფუძნებულია arm-architecture პროცესორებზე, იდეალურად მუშაობს მობილურ ოპერაციულ სისტემებთან (Android და ა.შ.).

მანქანებს, რომლებიც მუშაობენ Intel პროცესორებზე, შეუძლიათ იმუშაონ პლატფორმებზე, როგორიცაა Windows და Linux. გარდა ამისა, მიკროპროცესორების ორივე ოჯახი მეგობრულია Java-ში დაწერილ აპლიკაციებთან.

არქიტექტურებში განსხვავებების გაანალიზებისას ერთი რამ დანამდვილებით შეიძლება ითქვას – ARM პროცესორები ძირითადად მართავენ მობილური მოწყობილობების ენერგიის მოხმარებას. დესკტოპის გადაწყვეტილებების მთავარი მიზანია მაღალი ხარისხის უზრუნველყოფა.

ახალი მიღწევები

კომპანია ARM, თავისი კომპეტენტური პოლიტიკიდან გამომდინარე, მთლიანად აკონტროლებს მობილურის ბაზარს. მაგრამ მომავალში ის არ აპირებს აქ გაჩერებას. ცოტა ხნის წინ წარმოადგინეს ბირთვების ახალი განვითარება: Cortex-A53 და Cortex-A57, რომლებმაც მიიღეს ერთი მნიშვნელოვანი განახლება - 64-ბიტიანი გამოთვლის მხარდაჭერა.

A53 ბირთვი არის ARM Cortex-A8-ის პირდაპირი მემკვიდრე, რომელიც, მიუხედავად იმისა, რომ მისი შესრულება არ იყო ძალიან მაღალი, ჰქონდა მინიმალური ენერგიის მოხმარება. როგორც ექსპერტები აღნიშნავენ, არქიტექტურის ენერგომოხმარება 4-ჯერ მცირდება და შესრულების თვალსაზრისით ის არ ჩამოუვარდება Cortex-A9 ბირთვს. და ეს იმისდა მიუხედავად, რომ A53-ის ბირთვის ფართობი 40%-ით მცირეა ვიდრე A9-ის.

A57 ბირთვი ჩაანაცვლებს Cortex-A9 და Cortex-A15. ამავდროულად, ARM ინჟინრები აცხადებენ, რომ ეფექტურობის ფენომენალური ზრდაა - სამჯერ მეტი ვიდრე A15 ბირთვის. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, A57 მიკროპროცესორი Cortex-A9-ზე 6-ჯერ უფრო სწრაფი იქნება, ხოლო მისი ენერგოეფექტურობა A15-ზე 5-ჯერ უკეთესი.

რომ შევაჯამოთ, ქერქის სერია, კერძოდ, უფრო მოწინავე a53, განსხვავდება მისი წინამორბედებისგან მაღალი შესრულებით თანაბრად მაღალი ენერგოეფექტურობის ფონზე. Cortex-A7 პროცესორებსაც კი, რომლებიც სმარტფონების უმეტესობაზეა დამონტაჟებული, კონკურენციას ვერ გაუწევს!

მაგრამ რაც უფრო ღირებულია არის ის, რომ მკლავის ქერქის a53 არქიტექტურა არის კომპონენტი, რომელიც საშუალებას მოგცემთ თავიდან აიცილოთ პრობლემები, რომლებიც დაკავშირებულია მეხსიერების ნაკლებობასთან. გარდა ამისა, მოწყობილობა უფრო ნელა დაცლის ბატარეას. ახალი პროდუქტის წყალობით, ეს პრობლემები უკვე წარსულში დარჩება.

გრაფიკული გადაწყვეტილებები

გარდა პროცესორების განვითარებისა, ARM მუშაობს მალის სერიის გრაფიკული ამაჩქარებლების დანერგვაზე. და პირველი მათგანი არის Mali 55. LG Renoir ტელეფონი აღჭურვილი იყო ამ ამაჩქარებლით. დიახ, ეს არის ყველაზე ჩვეულებრივი მობილური ტელეფონი. მხოლოდ მასში GPU არ იყო პასუხისმგებელი თამაშებზე, არამედ მხოლოდ ინტერფეისს აძლევდა, რადგან თანამედროვე სტანდარტებით ვიმსჯელებთ, გრაფიკულ პროცესორს აქვს პრიმიტიული შესაძლებლობები.

მაგრამ პროგრესი განუწყვეტლივ მიფრინავს წინ და, შესაბამისად, დროის გასაგრძელებლად, ARM-საც აქვს უფრო მოწინავე მოდელები, რომლებიც შესაბამისია საშუალო ფასის სმარტფონებისთვის. ჩვენ ვსაუბრობთ საერთო GPU Mali-400 MP და Mali-450 MP. მიუხედავად იმისა, რომ მათ აქვთ დაბალი შესრულება და API-ების შეზღუდული ნაკრები, ეს ხელს არ უშლის მათ მოძებნონ აპლიკაცია თანამედროვე მობილურ მოდელებში. თვალსაჩინო მაგალითია Zopo ZP998 ტელეფონი, რომელშიც რვა ბირთვიანი MTK6592 ჩიპი დაწყვილებულია Mali-450 MP4 გრაფიკულ ამაჩქარებელთან.

კონკურენტუნარიანობა

ამჟამად ARM-ს ჯერ არავინ ეწინააღმდეგება და ეს ძირითადად იმით არის განპირობებული, რომ თავის დროზე სწორი გადაწყვეტილება იქნა მიღებული. მაგრამ ერთხელ, მოგზაურობის დასაწყისში, დეველოპერების გუნდი მუშაობდა კომპიუტერებისთვის პროცესორების შექმნაზე და ცდილობდა კონკურენცია გაეწია ისეთ გიგანტთან, როგორიცაა Intel. მაგრამ მას შემდეგაც, რაც შეიცვალა საქმიანობის მიმართულება, კომპანიას გაუჭირდა.

და როდესაც მსოფლიოში ცნობილმა კომპიუტერულმა ბრენდმა Microsoft-მა დადო შეთანხმება Intel-თან, სხვა მწარმოებლებს უბრალოდ არ ჰქონდათ შანსი - Windows ოპერაციულმა სისტემამ უარი თქვა ARM პროცესორებთან მუშაობაზე. როგორ არ შეიძლება წინააღმდეგობა გაუწიოს gcam ემულატორების გამოყენებას იარაღის არქიტექტურისთვის?! რაც შეეხება Intel-ს, ARM Limited-ის წარმატების ტალღაზე დაკვირვებით, ის ასევე ცდილობდა შეექმნა ისეთი პროცესორი, რომელიც ღირსეული კონკურენტი იქნებოდა. ამ მიზნით, Intel Atom ჩიპი ხელმისაწვდომი გახდა ფართო საზოგადოებისთვის. მაგრამ ამას გაცილებით მეტი დრო დასჭირდა, ვიდრე ARM ​​Limited. და ჩიპი წარმოებაში შევიდა მხოლოდ 2011 წელს, მაგრამ ძვირფასი დრო უკვე დაიკარგა.

არსებითად, Intel Atom არის CISC პროცესორი x86 არქიტექტურით. სპეციალისტებმა მოახერხეს უფრო დაბალი ენერგიის მოხმარება, ვიდრე ARM ​​გადაწყვეტილებები. თუმცა, ყველა პროგრამული უზრუნველყოფა, რომელიც გამოშვებულია მობილური პლატფორმებისთვის, ცუდად არის ადაპტირებული x86 არქიტექტურაზე.

საბოლოო ჯამში, კომპანიამ აღიარა გადაწყვეტილების სრული სიმძიმე და შემდგომში უარი თქვა მობილური მოწყობილობებისთვის პროცესორების წარმოებაზე. Intel Atom ჩიპების ერთადერთი ძირითადი მწარმოებელი არის ASUS. ამავდროულად, ეს პროცესორები არ ჩაძირულა დავიწყებაში, ნეტბუქები, ნეტოპები და სხვა პორტატული მოწყობილობები მასობრივად არის აღჭურვილი.

თუმცა, არსებობს შესაძლებლობა, რომ სიტუაცია შეიცვალოს და ყველასთვის საყვარელი Windows ოპერაციული სისტემა მხარს დაუჭერს ARM მიკროპროცესორებს. გარდა ამისა, ნაბიჯები გადაიდგმება ამ მიმართულებით, იქნებ მართლა გამოჩნდეს რაღაც gcam ემულატორები ARM არქიტექტურაზე მობილური გადაწყვეტილებებისთვის?! ვინ იცის, დრო გვიჩვენებს და ყველაფერი თავის ადგილზე დადგება.

ARM კომპანიის განვითარების ისტორიაში არის ერთი საინტერესო მომენტი (სტატიის დასაწყისშივე ეს იყო ის, რაც იგულისხმებოდა). ოდესღაც ARM Limited დაფუძნებული იყო Apple-ზე და სავარაუდოა, რომ მთელი ARM ტექნოლოგია მას ეკუთვნოდა. თუმცა, ბედმა სხვაგვარად დაადგინა - 1998 წელს Apple კრიზისში იყო და მენეჯმენტი იძულებული გახდა გაეყიდა თავისი წილი. ამჟამად ის სხვა მწარმოებლებთან თანაბარია და რჩება ARM Limited-ისგან ტექნოლოგიის შეძენა iPhone და iPad მოწყობილობებისთვის. ვინ იცოდა, როგორ განვითარდებოდა მოვლენები?!

თანამედროვე ARM ​​პროცესორებს შეუძლიათ უფრო რთული ოპერაციების შესრულება. უახლოეს მომავალში კი კომპანიის მენეჯმენტი მიზნად ისახავს სერვერების ბაზარზე შესვლას, რაც უდავოდ არის დაინტერესებული. უფრო მეტიც, ჩვენს თანამედროვე დროში, როდესაც ახლოვდება ნივთების ინტერნეტის (IoT), მათ შორის „ჭკვიანი“ საყოფაცხოვრებო ტექნიკის განვითარების ერა, შეგვიძლია ვიწინასწარმეტყველოთ კიდევ უფრო დიდი მოთხოვნა ჩიპებზე ARM ​​არქიტექტურით.

ასე რომ, ARM Limited-ს შორს აქვს ბნელი მომავალი წინ! და ნაკლებად სავარაუდოა, რომ უახლოეს მომავალში იქნება ვინმე, ვინც შეძლებს ამ, უდავოდ, მობილური გიგანტის ჩანაცვლებას სმარტფონებისა და სხვა მსგავსი ელექტრონული მოწყობილობების პროცესორების შემუშავებაში.

როგორც დასკვნა

ARM პროცესორებმა სწრაფად დაიპყრეს მობილური მოწყობილობების ბაზარი, ეს ყველაფერი ენერგიის დაბალი მოხმარების და, თუმცა არც თუ ისე მაღალი, მაგრამ მაინც კარგი შესრულების წყალობით. ამჟამად ARM-ში არსებული მდგომარეობის მხოლოდ შური შეიძლება. ბევრი მწარმოებელი იყენებს მის ტექნოლოგიებს, რაც Advanced RISC Machines-ს აყენებს პროცესორის განვითარების სფეროში ისეთ გიგანტებთან, როგორიცაა Intel და AMD. და ეს მიუხედავად იმისა, რომ კომპანიას არ აქვს საკუთარი წარმოება.

გარკვეული პერიოდის განმავლობაში, მობილური ბრენდის კონკურენტი იყო კომპანია MIPS ამავე სახელწოდების არქიტექტურით. მაგრამ ამჟამად, ჯერ კიდევ არსებობს მხოლოდ ერთი სერიოზული კონკურენტი Intel Corporation-ის პიროვნებაში, თუმცა მის მენეჯმენტს არ სჯერა, რომ მკლავის არქიტექტურამ შეიძლება საფრთხე შეუქმნას მის ბაზრის წილს.

ასევე, Intel-ის ექსპერტების აზრით, ARM პროცესორებს არ შეუძლიათ ოპერაციული სისტემების დესკტოპის ვერსიების გაშვება. თუმცა, ასეთი განცხადება ცოტა ალოგიკურად ჟღერს, რადგან ულტრამობილური კომპიუტერების მფლობელები არ იყენებენ "მძიმე" პროგრამას. უმეტეს შემთხვევაში, გჭირდებათ ინტერნეტთან წვდომა, დოკუმენტების რედაქტირება, მედია ფაილების (მუსიკა, ფილმები) მოსმენა და სხვა მარტივი ამოცანები. და ARM გადაწყვეტილებები კარგად უმკლავდება ასეთ ოპერაციებს.

ARMv6 და ARMv7 არის კომპანიის მობილური პროცესორის არქიტექტურის თაობები ARM Limited 32-ბიტიან ინსტრუქციებზე დაყრდნობით.

ARM არქიტექტურასაკმაოდ გავრცელებულია ბაზარზე, რომელიც ადრე ეკუთვნოდა ექსკლუზიურად ისეთი პოპულარული არქიტექტურის დესკტოპ პროცესორებს, როგორიცაა Intel x86/64 და AMD64. დღეს, ARMv6 ან ARMv7-ის წყალობით, თანამედროვე ტელევიზორების, სახლის კინოთეატრების და სხვა ნაცნობი აღჭურვილობის პროცესორს შეუძლია მოერგოს თქვენს ხელში.

ARM მობილური არქიტექტურის მთავარი ნიშა გახდა სმარტფონები, ტაბლეტები და სხვა მსგავსი მობილური მოწყობილობები. ამ დღეებში სმარტფონების 95%-ს უკვე აქვს ARM არქიტექტურის პროცესორები, ასევე ჭკვიანი ტელევიზორების ნახევარი და მყარი დისკების 90%. და მათი „გადარჩენის“ ერთჯერადი დატენვისა და მისაღები შესრულების გამო, მოწყობილობებმა ARM არქიტექტურის პროცესორებით ბორტზე შეცვალეს „ნეტბუქების“ მთელი ხაზი, გახდნენ ტაბლეტები დოკ სადგურებით, რაც მოწყობილობას აძლევდა სამუშაოს თითქმის მთელ დღეს. მხოლოდ რამდენიმე საათით ადრე და მისცა გარკვეული ნახტომი შესრულებაში თავად პროცესორების დაბალი ღირებულების, მრავალბირთვიანი გადაწყვეტილებების არსებობისა და მაღალი გადატვირთვის პოტენციალის გამო.

ამ არქიტექტურის ძირითადი მახასიათებლები:

• ARMv6 ოფიციალურად არ უჭერს მხარს Flash-ს.(ნებისმიერ შემთხვევაში, 2012 წლის შუა პერიოდიდან Google-მა მთლიანად მიატოვა Flash Android პლატფორმაზე, ამიტომ ამ ტექნოლოგიის მხარდაჭერა აღარ არის აქტუალური).
• ARMv7 ხშირად გვხვდება მრავალბირთვიან მობილურ პროცესორებში, ხოლო მეექვსე თაობა შემოიფარგლება მხოლოდ ერთი ფიზიკური და ლოგიკური ბირთვით.
• ARMv7-ისთვის შექმნილ აპლიკაციებს უფრო დიდი საერთო წონა აქვთ და საჭიროებენ უფრო მეტ RAM-ს, ვიდრე მსგავსი პროგრამები, რომლებიც მუშაობენ მხოლოდ ARMv6-თან.
• ARMv7 პროცესორები უფრო ძლიერია, ვიდრე წინა თაობა.
• ARMv6-ისთვის შემუშავებული თამაშები და პროგრამები ნაგულისხმევად თავსებადია ARMv7-თან, მაგრამ არა პირიქით.
• ის ფაქტი, რომ ამა თუ იმ აპლიკაციას ერთდროულად უჭერს მხარს ARMv6 და ARMv7, ყოველთვის არ ნიშნავს გაუმჯობესებულ გრაფიკულ შესრულებას ამ უკანასკნელ არქიტექტურაზე. ამ შემთხვევაში, ჩვენ გირჩევთ გადახედოთ პროცესორებს Nvidia-დან და Tegra-დან. მათ აქვთ ცალკე მაღაზია სათამაშოებით უფრო მაღალი დეტალებით და სხვა გრაფიკული სიკეთეებით, რომლებიც არ არის ხელმისაწვდომი არცერთ სხვა მოწყობილობაზე, რომელიც არ მუშაობს Tegra-ზე.
• ასეთი პროცესორების სტანდარტული ARMv7 სიხშირე მითითებულია 1 გჰც ნომინალური და უფრო მაღალი, რაც არ შეიძლება ითქვას ARMv6-ზე.
• თამაშები armv7-ისთვისმნიშვნელოვნად მეტი ვიდრე armv6-ის ქვეშ.
• ბევრი პოპულარული ვიდეო პლეერის აპლიკაცია (როგორიცაა mx player armv6) მოითხოვს კოდეკების დამატებითი ნაკრების ჩამოტვირთვას და ინსტალაციას armv6 ან armv7 პროცესორის არქიტექტურისთვის, რომლის გარეშეც ვერ მიაღწევთ ტექნიკის აჩქარებას.

ხშირად დასმული კითხვები - პასუხები:

თამაშის ჩამოტვირთვა მინდა, მაგრამ აღწერა შეიცავს გაფრთხილებას, რომ ეს თამაში თავსებადია მხოლოდ ARMv7-თან ან აქვს ცალ-ცალკე ორი ვერსია როგორც ARMv6-სთვის, ასევე ARMv7-ისთვის, რა უნდა გადმოვწერო?

შეიტყვეთ თქვენთვის ცნობილი ნებისმიერი გზით თქვენს მოწყობილობაში გამოყენებული პროცესორის ზუსტი სახელი და შემდეგ იპოვეთ იგი სპეციალურად გამოყოფილ გვერდზე ვიკიპედიაში და დაადგინეთ გამოყენებული არქიტექტურის ვერსია; ამჯერად კარგი მაგალითი იქნება Snapdragon პროცესორები. ცნობილი კომპანია Qualcomm, რომლის გვერდი განთავსებულია შემდეგ ბმულზე:

მესამე მხარის რესურსებიდან Android აპლიკაციის დაყენების შემდეგ, ის უარს ამბობს გაშვებაზე, რა უნდა გავაკეთო?

დარწმუნდით, რომ თქვენი ოპერაციული სისტემის ვერსია ემთხვევა ამ აპლიკაციის თავსებადი Android ვერსიებს და ასევე გაარკვიეთ, თუ რომელ თაობის ARM არქიტექტურას შეესაბამება თქვენი პროცესორი და თუ ის არის ARMv7 და უფრო მაღალი, მაშინ 99,9%-ში ნებისმიერი შედარებით ახალი პროგრამა ან თამაში. მინიმუმ უნდა დაიწყოს ლიცენზიის, ზოგიერთი ტექნიკური მახასიათებლისა და მოწყობილობის ამოცნობის სხვა მონაცემების გადამოწმება და საჭიროების შემთხვევაში დამატებითი აპლიკაციის ქეშის მონაცემები. გარდა ამისა, არ დააზარალებს ოპერატიული ფონური პროცესორებისგან ნაადრევად გათავისუფლებას, თუ თავისუფალი სივრცეა. არ აკმაყოფილებს კონკრეტული თამაშის მინიმალურ მოთხოვნას. ჩვენ გირჩევთ შეინახოთ 256, ან უკეთესი 512 მეგაბაიტი თავისუფალი ოპერატიული მეხსიერება.

იპოვეთ დღეს armv7 ტელეფონებიბევრად უფრო ადვილია, ვიდრე რამდენიმე წლის წინ, რადგან... ამ მიკროპროცესორულმა არქიტექტურამ უკვე მიაღწია მობილური სმარტფონების ბაზრის საბიუჯეტო არეალს, მაგრამ „ძველების“ მფლობელებისთვის ეს სტატია ნამდვილად შეიძლება სასარგებლო იყოს.

აქ ჩვენ არ გამოვაქვეყნეთ ARM-ის სხვადასხვა ვერსიის მოწყობილობების ამჟამინდელი სია, რადგან ეს სია მუდმივად განახლდება და მისი თვალყურის დევნება უბრალოდ შეუძლებელია. ჩვენ გირჩევთ, სასწრაფოდ მოძებნოთ თქვენი მოწყობილობა ვიკიპედიის გვერდებზე, რომლებიც ეძღვნება ამა თუ იმ მობილურ პროცესორს.

დღესდღეობით, არსებობს ორი ყველაზე პოპულარული პროცესორის არქიტექტურა. ეს არის x86, რომელიც შეიქმნა ჯერ კიდევ 80-იან წლებში და გამოიყენება პერსონალურ კომპიუტერებში და ARM-ში - უფრო თანამედროვე, რაც პროცესორებს უფრო პატარას და ეკონომიურს ხდის. იგი გამოიყენება უმეტეს მობილურ მოწყობილობებში ან ტაბლეტებში.

ორივე არქიტექტურას აქვს თავისი დადებითი და უარყოფითი მხარეები, ასევე გამოყენების სფეროები, მაგრამ ასევე არის საერთო მახასიათებლები. ბევრი ექსპერტი ამბობს, რომ ARM არის მომავალი, მაგრამ მას მაინც აქვს გარკვეული უარყოფითი მხარეები, რაც x86-ს არ აქვს. ჩვენს დღევანდელ სტატიაში განვიხილავთ, თუ როგორ განსხვავდება მკლავის არქიტექტურა x86-ისგან. მოდით გადავხედოთ ფუნდამენტურ განსხვავებებს ARM-სა და x86-ს შორის და ასევე შევეცადოთ დავადგინოთ რომელია უკეთესი.

პროცესორი არის ნებისმიერი გამოთვლითი მოწყობილობის მთავარი კომპონენტი, იქნება ეს სმარტფონი თუ კომპიუტერი. მისი შესრულება განსაზღვრავს, თუ რამდენად სწრაფად იმუშავებს მოწყობილობა და რამდენ ხანს შეუძლია იმუშაოს ბატარეით. მარტივად რომ ვთქვათ, პროცესორის არქიტექტურა არის ინსტრუქციების ერთობლიობა, რომელიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას პროგრამების შესაქმნელად და დანერგილია აპარატურაში, პროცესორის ტრანზისტორების გარკვეული კომბინაციების გამოყენებით. ეს არის ის, რაც საშუალებას აძლევს პროგრამებს დაუკავშირდეს აპარატურას და განსაზღვროს, თუ როგორ მოხდება მონაცემების გადატანა და წაკითხვა მეხსიერებიდან.

ამ დროისთვის, არსებობს ორი ტიპის არქიტექტურა: CISC (კომპლექსური ინსტრუქციების ნაკრების გამოთვლა) და RISC (შემცირებული ინსტრუქციების ნაკრების გამოთვლა). პირველი ვარაუდობს, რომ პროცესორი განახორციელებს ინსტრუქციებს ყველა შემთხვევისთვის, მეორე, RISC, დეველოპერებს აკისრებს ამოცანას შექმნან პროცესორი მინიმალური ინსტრუქციებით, რომლებიც საჭიროა ოპერაციისთვის. RISC ინსტრუქციები უფრო მცირე და მარტივია.

x86 არქიტექტურა

x86 პროცესორის არქიტექტურა შეიქმნა 1978 წელს და პირველად გამოჩნდა Intel პროცესორებში და არის CISC ტიპის. მისი სახელი აღებულია ამ არქიტექტურის პირველი პროცესორის მოდელიდან - Intel 8086. დროთა განმავლობაში, უკეთესი ალტერნატივის არარსებობის პირობებში, პროცესორის სხვა მწარმოებლებმა, მაგალითად AMD-მა, დაიწყეს ამ არქიტექტურის მხარდაჭერა. ეს არის სტანდარტი დესკტოპ კომპიუტერებისთვის, ლეპტოპებისთვის, ნეტბუქებისთვის, სერვერებისთვის და სხვა მსგავსი მოწყობილობებისთვის. მაგრამ ზოგჯერ x86 პროცესორები გამოიყენება ტაბლეტებში, ეს საკმაოდ გავრცელებული პრაქტიკაა.

პირველ Intel 8086 პროცესორს ჰქონდა 16-ბიტიანი ტევადობა, შემდეგ 2000 წელს გამოვიდა 32-ბიტიანი არქიტექტურის პროცესორი, მოგვიანებით კი გამოჩნდა 64-ბიტიანი არქიტექტურა. ეს დეტალურად განვიხილეთ ცალკეულ სტატიაში. ამ დროის განმავლობაში არქიტექტურა ძალიან განვითარდა; დაემატა ინსტრუქციების ახალი ნაკრები და გაფართოებები, რამაც შეიძლება მნიშვნელოვნად გაზარდოს პროცესორის შესრულება.

x86-ს აქვს რამდენიმე მნიშვნელოვანი მინუსი. პირველ რიგში, ეს არის ბრძანებების სირთულე, მათი დაბნეულობა, რომელიც წარმოიშვა განვითარების ხანგრძლივი ისტორიის გამო. მეორეც, ასეთი პროცესორები მოიხმარენ ძალიან დიდ ენერგიას და გამოიმუშავებენ დიდ სითბოს ამის გამო. x86 ინჟინრებმა თავდაპირველად აიღეს მაქსიმალური შესრულების მიღწევის გზა და სიჩქარე მოითხოვს რესურსებს. სანამ გადავხედავთ განსხვავებებს arm x86-ს შორის, მოდით ვისაუბროთ ARM არქიტექტურაზე.

ARM არქიტექტურა

ეს არქიტექტურა დაინერგა ცოტა მოგვიანებით x86-ის უკან - 1985 წელს. იგი შეიმუშავა ცნობილმა ბრიტანულმა კომპანიამ Acorn-მა, შემდეგ ამ არქიტექტურას ეწოდა Arcon Risk Machine და ეკუთვნოდა RISC ტიპს, მაგრამ შემდეგ გამოვიდა მისი გაუმჯობესებული ვერსია Advanted RISC Machine, რომელიც ახლა ცნობილია როგორც ARM.

ამ არქიტექტურის შემუშავებისას ინჟინრებმა მიზნად დაისახეთ x86-ის ყველა ნაკლოვანების აღმოფხვრა და სრულიად ახალი და ყველაზე ეფექტური არქიტექტურის შექმნა. ARM ჩიპებმა მიიღეს ენერგიის მინიმალური მოხმარება და დაბალი ფასი, მაგრამ ჰქონდათ დაბალი შესრულება x86-თან შედარებით, ამიტომ თავდაპირველად მათ პერსონალურ კომპიუტერებზე დიდი პოპულარობა არ მოიპოვეს.

x86-ისგან განსხვავებით, დეველოპერები თავდაპირველად ცდილობდნენ მიაღწიონ რესურსის მინიმალურ ხარჯებს; მათ აქვთ ნაკლები პროცესორის ინსტრუქციები, ნაკლები ტრანზისტორი, მაგრამ ასევე, შესაბამისად, ნაკლები დამატებითი ფუნქციები. მაგრამ ARM პროცესორების შესრულება ბოლო წლებში გაუმჯობესდა. ამის და ენერგიის დაბალი მოხმარების გათვალისწინებით, ისინი ძალიან ფართოდ გამოიყენება მობილურ მოწყობილობებში, როგორიცაა ტაბლეტები და სმარტფონები.

განსხვავებები ARM-სა და x86-ს შორის

და ახლა, როდესაც ჩვენ გადავხედეთ ამ არქიტექტურების განვითარების ისტორიას და მათ ფუნდამენტურ განსხვავებებს, მოდით გავაკეთოთ დეტალური შედარება ARM და x86 მათი სხვადასხვა მახასიათებლების საფუძველზე, რათა განვსაზღვროთ რომელია უკეთესი და უფრო ზუსტად გავიგოთ რა არის მათი განსხვავებები.

წარმოება

წარმოება x86 და მკლავი განსხვავებულია. მხოლოდ ორი კომპანია აწარმოებს x86 პროცესორებს: Intel და AMD. თავდაპირველად, ეს იყო ერთი კომპანია, მაგრამ ეს სრულიად განსხვავებული ამბავია. ასეთი გადამამუშავებლების წარმოების უფლება მხოლოდ ამ კომპანიებს აქვთ, რაც ნიშნავს, რომ ინფრასტრუქტურის განვითარების მიმართულებას მხოლოდ ისინი გააკონტროლებენ.

ARM მუშაობს ძალიან განსხვავებულად. კომპანია, რომელიც ავითარებს ARM-ს, არაფერს ავრცელებს. ისინი უბრალოდ გასცემენ ნებართვას ამ არქიტექტურის პროცესორების შემუშავებაზე და მწარმოებლებს შეუძლიათ გააკეთონ ის, რაც მათ სჭირდებათ, მაგალითად, აწარმოონ კონკრეტული ჩიპები მათთვის საჭირო მოდულებით.

ინსტრუქციების რაოდენობა

ეს არის მთავარი განსხვავებები მკლავსა და x86 არქიტექტურას შორის. x86 პროცესორები სწრაფად განვითარდა, როგორც უფრო ძლიერი და პროდუქტიული. დეველოპერებმა დაამატეს პროცესორის ინსტრუქციების დიდი რაოდენობა და არსებობს არა მხოლოდ ძირითადი ნაკრები, არამედ საკმაოდ ბევრი ბრძანება, რომელთა გარეშეც შეიძლება გაკეთდეს. თავდაპირველად, ეს გაკეთდა დისკზე პროგრამების მიერ დაკავებული მეხსიერების რაოდენობის შესამცირებლად. ასევე შემუშავებულია დაცვისა და ვირტუალიზაციის მრავალი ვარიანტი, ოპტიმიზაცია და მრავალი სხვა. ეს ყველაფერი დამატებით ტრანზისტორებს და ენერგიას მოითხოვს.

ARM უფრო მარტივია. აქ გაცილებით ნაკლებია პროცესორის ინსტრუქციები, მხოლოდ ის, რაც ოპერაციულ სისტემას სჭირდება და რეალურად გამოიყენება. თუ შევადარებთ x86, მაშინ იქ გამოყენებულია ყველა შესაძლო ინსტრუქციის მხოლოდ 30%. მათი სწავლა უფრო ადვილია, თუ გადაწყვეტთ პროგრამების ხელით დაწერას და მათ ასევე ნაკლები ტრანზისტორი სჭირდებათ განსახორციელებლად.

Ენერგომოხმარება

კიდევ ერთი დასკვნა გამოდის წინა პუნქტიდან. რაც უფრო მეტი ტრანზისტორია დაფაზე, მით უფრო დიდია მისი ფართობი და ენერგიის მოხმარება და პირიქითაც.

x86 პროცესორები მოიხმარენ ბევრად მეტ ენერგიას ვიდრე ARM. მაგრამ ენერგიის მოხმარება ასევე გავლენას ახდენს თავად ტრანზისტორის ზომაზე. მაგალითად, Intel i7 პროცესორი მოიხმარს 47 ვატს, ხოლო ნებისმიერი ARM სმარტფონის პროცესორი მოიხმარს არაუმეტეს 3 ვატს. ადრე იწარმოებოდა დაფები ერთი ელემენტის ზომით 80 ნმ, შემდეგ Intel-მა მიაღწია შემცირებას 22 ნმ-მდე, წელს კი მეცნიერებმა შეძლეს შეექმნათ დაფა ელემენტის ზომით 1 ნანომეტრი. ეს მნიშვნელოვნად შეამცირებს ენერგიის მოხმარებას მუშაობის დაკარგვის გარეშე.

ბოლო წლების განმავლობაში, x86 პროცესორების ენერგიის მოხმარება მნიშვნელოვნად შემცირდა, მაგალითად, Intel Haswell-ის ახალ პროცესორებს შეუძლიათ უფრო დიდხანს გაძლოთ ბატარეაზე. ახლა განსხვავება arm vs x86-ს შორის თანდათან ქრება.

სითბოს გაფრქვევა

ტრანზისტორების რაოდენობა გავლენას ახდენს სხვა პარამეტრზე - სითბოს გამომუშავებაზე. თანამედროვე მოწყობილობებს არ შეუძლიათ მთელი ენერგიის ეფექტურ მოქმედებად გადაქცევა; მისი ნაწილი გამოიყოფა სითბოს სახით. დაფების ეფექტურობა იგივეა, რაც ნიშნავს, რომ რაც უფრო ნაკლებია ტრანზისტორი და რაც უფრო მცირეა მათი ზომა, მით ნაკლებ სითბოს გამოიმუშავებს პროცესორი. აქ აღარ ჩნდება კითხვა, გამოიმუშავებს თუ არა ARM ან x86 ნაკლებ სითბოს.

პროცესორის შესრულება

ARM თავდაპირველად არ იყო შექმნილი მაქსიმალური შესრულებისთვის, სწორედ აქ არის x86. ეს ნაწილობრივ განპირობებულია ტრანზისტორების მცირე რაოდენობით. მაგრამ ცოტა ხნის წინ, ARM პროცესორების შესრულება გაიზარდა და მათი სრულად გამოყენება უკვე შესაძლებელია ლეპტოპებსა თუ სერვერებში.

დასკვნები

ამ სტატიაში ჩვენ გადავხედეთ, თუ როგორ განსხვავდება ARM x86-ისგან. განსხვავებები საკმაოდ სერიოზულია. მაგრამ ბოლო დროს ზღვარი ორივე არქიტექტურას შორის ბუნდოვანი გახდა. ARM პროცესორები უფრო პროდუქტიული და სწრაფი ხდება, ხოლო x86 პროცესორები, დაფის სტრუქტურული ელემენტის ზომის შემცირების წყალობით, იწყებენ ნაკლები ენერგიის მოხმარებას და ნაკლებ სითბოს გამომუშავებას. უკვე შეგიძლიათ იპოვოთ ARM პროცესორები სერვერებზე და ლეპტოპებზე, x86 კი პლანშეტებსა და სმარტფონებზე.

რას ფიქრობთ ამ x86-ზე და ARM-ზე? როგორია თქვენი აზრით მომავალი ტექნოლოგია? დაწერეთ კომენტარებში! Ჰო მართლა, .

ვიდეოს დასასრულებლად ARM არქიტექტურის განვითარების შესახებ:

2011 წელს ARM Limited-მა გამოაცხადა პროცესორების ახალი ოჯახი სახელწოდებით ARMv8. 2013 წელს კი Apple-მა გამოუშვა პირველი ARMv8 პროცესორი - A7 ერთჩიპიანი სისტემა, რომელიც გამოიყენება iPhone 5S-ში, iPad Air-სა და iPad mini Retina-ში. ARMv8 არქიტექტურამ მიიღო 64-ბიტიანი ინსტრუქციების ნაკრები, მაგრამ ეს შორს არის მისი ერთადერთი უპირატესობისგან, ვიდრე მისი წინამორბედი ARMv7. წაიკითხეთ სტატია იმის შესახებ, თუ როგორ არის შექმნილი და როგორია 64-ბიტიანი ARMv8 პროცესორები.

ARM არქიტექტურის ისტორიის, ARM Limited-ის საქმიანობის სპეციფიკისა და ARMv5, ARMv6 და ARMv7 პროცესორების თაობების შესახებ შეგიძლიათ წაიკითხოთ სტატიაში. და Qualcomm, NVIDIA, Samsung, Apple, MediaTek და ა.შ. მიერ წარმოებული ARMv7 ჩიპების პოპულარული მოდელების შესახებ დეტალურად არის აღწერილი სტატიებში და.

ARMv8 პროცესორების ოჯახის განახლებულ არქიტექტურას ეწოდა AArch64. მან მიიღო 64-ბიტიანი ინსტრუქციების ნაკრები და დიდი რაოდენობით ოპერატიული მეხსიერებით (4 GB ან მეტი) მუშაობის შესაძლებლობა. რა თქმა უნდა, გათვალისწინებულია თავსებადობა 32-ბიტიან აპლიკაციებთან (AArch32). ARMv8-ის სხვა მნიშვნელოვანი ინოვაციები იყო:

- 31 ზოგადი დანიშნულების რეგისტრი, თითოეული 64 ბიტიანი, ხოლო SP და PC არ არის ზოგადი დანიშნულების რეგისტრები. რაც უფრო მაღალია რეგისტრების ბიტის სიღრმე, მით მეტი რიცხვის შენახვაა შესაძლებელი მათში. და რაც მეტია რეგისტრების რაოდენობა, მით მეტი მონაცემი თავსდება მათში ერთდროულად. შედეგად, უფრო დიდი რაოდენობის მონაცემები შეიძლება დამუშავდეს ერთ ინსტრუქციაში და მთელი ალგორითმი უფრო სწრაფად შესრულდება;
— ვირტუალური მისამართების თარგმნა 48-ბიტიანი ფორმატიდან მუშაობს ARMv7-დან ნასესხები LPAE მექანიზმების გამოყენებით;
- ინსტრუქციების ახალი ნაკრები ფიქსირებული სიგრძით. ინსტრუქციები არის 32 ბიტიანი და ბევრი ისეთივეა, როგორც AArch32 ინსტრუქცია, თუმცა არის ნაკლები პირობითი ინსტრუქცია;
— SIMD NEON და VFP კოპროცესორებისთვის ხელმისაწვდომი 128-ბიტიანი რეგისტრების (64-ბიტიან რეგისტრებთან თავსებადი) რაოდენობა გაიზარდა 16-დან 32-მდე და დაემატა ახალი კრიპტოგრაფიული ინსტრუქციები AES და SHA. SIMD NEON ინსტრუქციების ნაკრები აჩქარებს მედიისა და სიგნალის დამუშავების აპლიკაციებს. თავის მხრივ, VFP პასუხისმგებელია მცურავი წერტილის რიცხვებზე დაბალი სიმძლავრის გამოთვლებზე;
— მხარდაჭერა ორმაგი სიზუსტის მცურავი წერტილის რიცხვებზე და IEEE 754 სტანდარტის გამოთვლებისთვის, რომელიც არის ზოგადად მიღებული ფორმატი არითმეტიკული ოპერაციების პროგრამული დანერგვისას გამოყენებული მცურავი წერტილის რიცხვების წარმოსადგენად.

ARM Limited საცნობარო ბირთვები

პირველი ARMv8 პროცესორის ბირთვები, რომლებიც უშუალოდ ARM Limited-ის მიერ იქნა შემუშავებული, იყო Cortex-A53 და A57. A53 ბირთვი არის საშუალო დიაპაზონის გადაწყვეტა 2.3 DMIPS/MHz სიხშირით, რაც დაახლოებით შუაშია მიმდინარე Cortex-A7 (1.9 DMIPS/MHz) და A9 (2.5 DMIPS/MHz) შორის. მიუხედავად იმისა, რომ A57 იკავებს ზედა სეგმენტს, რადგან მისი შესრულება (4.1 DMIPS/MHz) აღემატება ორივე 32-ბიტიან ფლაგმანს: Cortex-A15 (3.5 DMIPS/MHz) და A17 (4 DMIPS/MHz).

გარდა საცნობარო პროცესორის ბირთვების ლიცენზირებისა, ARM Limited ყიდის გაფართოებულ ლიცენზიებს, რომლებიც ჩიპების შემქმნელებს საშუალებას აძლევს შეცვალონ ARM არქიტექტურა საკუთარი შეხედულებისამებრ. მაგალითად, Apple, Qualcomm და NVIDIA-ს აქვთ ასეთი ლიცენზიები. ამიტომ, პროცესორის მწარმოებლებს არაფერი უშლის ხელს, შექმნან საკუთარი გადაწყვეტილებები ARMv8-ზე დაფუძნებული, რომლებიც მნიშვნელოვნად განსხვავდება მითითებების Cortex-A53 და A57-ისგან.

Apple A7

პირველი და ჯერჯერობით ერთადერთი 64-ბიტიანი ARM პროცესორი, რომელიც უკვე გამოიყენება სმარტფონებსა და პლანშეტებში, არის Apple A7. იგი აგებულია Apple-ის საკუთრებაში არსებულ Cyclone არქიტექტურაზე, თავსებადია ARMv8-თან. ეს არის კომპანიის მეორე შიდა პროცესორის არქიტექტურა; პირველი იყო Swift (A6 და A6X ჩიპები, ARMv7 ოჯახი).

A7 ერთი ჩიპის სისტემას აქვს მხოლოდ ორი პროცესორის ბირთვი (სიხშირე 1.4 გჰც-მდე), მაგრამ არის PowerVR G6430 გრაფიკული ამაჩქარებელი ოთხი ბირთვიანი კლასტერებით. A7 ჩიპის შესრულება პროცესორზე დამოკიდებულ ამოცანებში გაიზარდა დაახლოებით ერთნახევარჯერ A6-თან შედარებით, ხოლო სხვადასხვა გრაფიკულ ტესტებში ზრდა ორ-სამჯერ არის.

მაგრამ iOS მოწყობილობებს ჯერ არ უგრძვნიათ დიდი რაოდენობით ოპერატიული მეხსიერებით მუშაობის თეორიული შესაძლებლობა A7 პროცესორის 64-ბიტიანი არქიტექტურის წყალობით. iPhone 5s-ს, iPad Air-ს და iPad mini Retina-ს აქვს მხოლოდ 1 GB ოპერატიული მეხსიერება; და ნაკლებად სავარაუდოა, რომ ახალი თაობის Apple-ის მობილური მოწყობილობების ოპერატიული მეხსიერება გაორმაგდეს.

Qualcomm Snapdragon 410, 610, 615, 808 და 810

Apple-ის შემდეგ Qualcomm-მა დააჩქარა გამოაცხადა თავისი 64-ბიტიანი ARM პროცესორები, ერთდროულად ხუთი მოდელით. მართალია, ჯერჯერობით არცერთი მათგანი არ გამოიყენება კომერციულ სმარტფონებსა და პლანშეტებში. სავარაუდოდ, 64-ბიტიანი Android მოწყობილობების ერა 2015 წლის დასაწყისში აყვავდება CES-სა და MWC-ზე.

Snapdragon 410 ერთჩიპიანი სისტემა (MSM8916) არის ყველაზე ახალგაზრდა გამოცხადებული 64-ბიტიანი Qualcomm ხაზიდან. მასში შედის ოთხი Cortex-A53 ბირთვი 1.2 გჰც სიხშირით, Adreno 306 გრაფიკული ამაჩქარებელი და, რაც ყველაზე საინტერესოა, სანავიგაციო მოდული GPS, GLONASS და თუნდაც ჩინური სატელიტური ქსელების მხარდაჭერით. ისინი გეგმავენ Snapdragon 410-ის გამოყენებას Android-ზე, Windows Phone-სა და Firefox OS-ზე დაფუძნებულ იაფ სმარტფონებში.

იგივე ოთხი Cortex-A53 ბირთვი, როგორც 410 შეიცავს Snapdragon 610 (MSM8936) ჩიპს, მხოლოდ მას აქვს გაუმჯობესებული გრაფიკა Adreno 405. მიუხედავად იმისა, რომ Snapdragon 615 (MSM8939) 610 გრაფიკის მსგავსია, მაგრამ Cortex პროცესორის ბირთვი არის ორჯერ. ამდენივე A53 – რვა Cortex-A53.

განსხვავებით 410, 610, 615 მოდელებისგან, რომლებიც დამზადებულია 28 ნმ პროცესის ტექნოლოგიით, Snapdragon 808 (MSM8992) და 810 (MSM8994) ჩიპები დამზადდება მოწინავე 20 ნმ ტექნოლოგიის გამოყენებით. ორივე აგებულია big.LITTLE სქემის მიხედვით: ორი (მოდელი 808) ან ოთხი (810) ძლიერი Cortex-A57 ბირთვი და ოთხი ენერგოეფექტური Cortex-A53. გრაფიკა მოწოდებულია Adreno 418 და Adreno 430 შესაბამისად. გარდა ამისა, ძველ Snapdragon 810-ს აქვს ჩაშენებული LPDDR4 RAM კონტროლერი.

მაგრამ მთავარი კითხვაა: ზუსტად როდის წარადგენს Qualcomm საკუთარ პროცესორის არქიტექტურას, რომელიც დაფუძნებულია ARMv8-ზე, როგორც ეს გააკეთა Scorpion-თან და Krait-თან (მოდიფიცირებული ARMv7)?

MediaTek MT6732, MT6752, MT6795

MediaTek-იც დიდხანს ვერ დარჩებოდა 64-ბიტიანი რბოლის მიღმა; სულ რამდენიმე წელიწადში ის გადაკეთდა პროცესორების მცირე მწარმოებლიდან ჩინური iPhone-ის კლონებისთვის მსოფლიოში ერთ-ერთ უმსხვილეს ჩიპების მწარმოებელად, თუმცა უქარხნულად. თუმცა არც Apple-ს და Qualcomm-ს აქვთ საკუთარი.

MediaTek MT6732 და MT6752 ერთჩიპიანი სისტემები კონკურენციას უწევს Snapdragon 610 და 615 ჩიპებს. მათ აქვთ ოთხი და რვა Cortex-A53 პროცესორის ბირთვი (სიხშირე 1.5 და 2 GHz, შესაბამისად) და იგივე Mali-T760 გრაფიკა (განვითარებული LRM-ის მიერ). ძველი MT6795 ჩიპი იყო პასუხი Snapdragon 810-ზე: big.LITTLE არქიტექტურა, ოთხი Cortex-A57 და A53 ბირთვი 2.2 გჰც სიხშირით, ასევე PowerVR G6200 გრაფიკული ამაჩქარებელი.

NVIDIA Tegra K1 (პროექტი დენვერი)

NVIDIA-მ გადაწყვიტა თავისი არსებული Tegra K1 ჩიპი 64-ბიტიან პროცესორის არქიტექტურაზე გადაიყვანოს. მისი გრაფიკული კომპონენტი უკვე ალბათ საუკეთესო იყო მის კონკურენტებს შორის - GK20A 192 Kepler ბირთვით, 365 GFLOPS შესრულებით და PC გრაფიკული სტანდარტების DirectX 11.2 და OpenGL 4.4 მხარდაჭერით (და არა მათი მობილური კოლეგებით).

ოთხი 32-ბიტიანი Cortex-A15 ბირთვის ნაცვლად (პლუს მეხუთე ენერგოეფექტური ბირთვი), განახლებული Tegra K1 ერთჩიპიანი სისტემა მიიღებს NVIDIA Project Denver-ის საკუთრების არქიტექტურის ორ ARMv8-თან თავსებად ბირთვს. პროცესორის საათის სიჩქარე გაიზრდება 2,5 გჰც-მდე, ასევე გაიზრდება ქეშის ზომა. სახალისო ფაქტი: Tegra K1 გრაფიკა დაახლოებით ორმოცდაათჯერ უფრო ძლიერია ვიდრე Tegra 2.

დასკვნები

ARMv8 არქიტექტურის პროცესორებს შეუძლიათ მნიშვნელოვნად მეტი მონაცემების დამუშავება ერთი საათის ციკლში. ეს აუმჯობესებს როგორც მთლიან პროცესორის მუშაობას, ასევე შესრულებას თითო ვატზე. ტექნოლოგიური სტანდარტების შეზღუდვების გათვალისწინებით (მაქსიმალური დასაშვები საათის სიხშირე), ARMv8-ზე გადასვლა არის ერთადერთი შესაძლო გზა მობილური პროცესორების მუშაობის გაზრდის გარეშე ენერგიის მოხმარებისა და გათბობის გონივრულ ლიმიტებზე გადასვლის გარეშე.

ბუნებრივია, მხოლოდ ის აპლიკაციები iOS-ისა და Android-ისთვის, რომლებსაც შეუძლიათ გამოიყენონ ახალი პროცესორების ყველა რესურსი, ისარგებლებენ ARMv8 არქიტექტურით. პროგრამების ოპტიმიზაცია ახალი არქიტექტურისთვის შეიძლება იყოს ხელით ან ავტომატური, კომპილერის დონეზე.
პირველი Android მოწყობილობა 64-ბიტიანი ARM პროცესორით და 4 GB ოპერატიული მეხსიერებით არის Samsung Galaxy Note 4 ფაბლეტი (. მეორე კი, ალბათ, იქნება HTC სერიის პლანშეტური კომპიუტერი.