Что такое процессор ARM? Все, что Вам нужно знать

Если вы обратили какое-либо внимание на смартфоны и планшеты, вы наверняка слышали о термине «ARM», который используется для обозначения аппаратного обеспечения внутри. Он разбросан по левому и правому краю, часто в отличие от ноутбуков и настольных компьютеров, использующих Intel x86.

Но что такое ARM? Архитектура процессора? Марка оборудования? Или что-то другое? Это редко объясняется. Давайте рассмотрим путаницу и приступим к основам. Но прежде чем сделать это, вы можете освежить основы процессора

,

Ключ к ARM — RISC

ARM — это сокращение, обозначающее Advanced RISC Machine. В названии есть еще одна аббревиатура (да, вложенная аббревиатура!), Которая обозначает «Сокращение набора команд».

RISC в своей самой широкой форме — философия дизайна для процессоров. Это вытекает из убеждения, что процессор с относительно простым набором команд будет более эффективным, чем более сложный. Термин первоначально вошел в употребление еще в 1980-х годах в исследовательском проекте под названием Berkeley RISC, который исследовал возможности этого подхода к проектированию, а затем создал процессоры на его основе.

Все процессоры ARM считаются проектами RISC, но это мало что значит, поскольку сам RISC — это просто подход к проектированию, а не технологический стандарт или архитектура процессора. Тем не менее, базовое понимание RISC правильно формирует ARM.

Основы ARM

ARM называет себя архитектурой, которая может вызвать недоразумение по сравнению с Intel. Корпорация Intel придает каждому новому дизайну чипов свой уникальный код и говорит о каждом из них как о новой архитектуре — даже если часто существует много общих черт, и все они используют один и тот же набор инструкций (x86). ARM, с другой стороны, рассматривает свои проекты как непрерывную семью. Обновления все еще являются частью архитектуры ARM. Им только что дали новый номер версии.

Особенность, которая наиболее актуальна для потребителей, это не микроархитектура (физический дизайн чипа), а набор команд. Набор команд — это базовый набор возможностей и возможностей, которые процессор делает доступными для программного обеспечения. Он определяет, какую арифметику можно использовать, как следует размещать кеш и порядок, в котором должны выполняться инструкции. Программное обеспечение, разработанное для одного набора инструкций, не может использоваться в другом, если оно не пересмотрено.

Микроархитектуры и наборы команд не могут быть разделены, потому что архитектура является физическим выражением набора команд. Вот почему процессоры на базе ARM имеют тенденцию быть небольшими, эффективными и относительно медленными. Простой набор команд требует небольшой, простой конструкции с меньшим количеством транзисторов. Транзисторы потребляют энергию и увеличивают размер кристалла (что увеличивает производственные затраты), поэтому при выборе процессора для смартфона или планшета идеально подходит как можно меньше.

Бизнес ARM отличается

Говорить о процессорах ARM в целом может быть сложно, потому что их так много и производительность варьируется. Это нелогично. Как Apple может иметь процессоры ARM, которые быстрее, чем у конкурентов, если они используют ту же архитектуру?

Это происходит из-за того, что ARM Holdings, компания, которая отвечает за ARM, ведет бизнес. ARM Holdings — это только дизайнерская компания. Они управляют набором инструкций и разрабатывают новые версии базовой архитектуры, а затем лицензируют их для других компаний. Эти компании могут затем улучшить его и соединить с любым оборудованием, которое кажется подходящим.

Это помогает понять, что основная архитектура ARM

это только процессор. Он не поддерживает беспроводное соединение. Это не обрабатывает графику. Он не обрабатывает USB

или другие формы проводного подключения. Все это является обязанностью других аппаратных лицензиатов, соединяющих архитектуру.

Вот почему на рынке так много вариантов ARM и почему они работают по-разному. У Apple есть весь штат инженеров, которые работают над процессорами ARM. Другие компании, такие как Qualcomm и Texas Instruments, выступают в качестве посредников. Они берут архитектуру ARM, соединяют ее с различными аппаратными средствами, а затем перепродают ее как «систему на кристалле» для смартфонов и планшетов.

Что значит ARM для потребителей

Для потребителя ARM можно рассматривать как экосистему. Программное обеспечение, разработанное для ARM, будет работать только на ARM. Windows RT

приложения, например, не работают на ПК с Windows 8. Необходимо внести изменения в программу для перехода с ARM на x86.

Операционные системы, которые работают на одном устройстве ARM, должны работать на других. Вот почему существует так много модификаций Android и почему Android потенциально можно загрузить на планшеты от HP и BlackBerry. Однако Apple немного портит экосистему, поскольку исходный код iOS недоступен. Попытка портировать iOS на другие устройства ARM практически невозможна без него.

ARM также означает более низкое энергопотребление и более низкую производительность по сравнению с x86. Однако это не заложено в камне, потому что обе архитектуры меняются со временем. Intel усердно работает над созданием версий своих процессоров с крайне низким энергопотреблением. А ARM Holdings усердно работает над улучшением производительности своих проектов.

Будет ли ARM в вашем компьютере?

Было несколько попыток продать традиционные устройства с процессорами ARM, которые работают как традиционные ПК. Motorola продала док-клавиатуру для смартфона Atrix и рекламировала его как замену ноутбуку. ASUS продает линейку планшетов Android с клавиатурными док-станциями. И Samsung теперь продает Chromebook

который работает на ARM.

Такие попытки предвещают шторм потенциального окружения ARM, но предсказать путь и интенсивность шторма невозможно. Современные архитектуры ARM значительно отстают от производительности самых медленных процессоров Intel (не говоря уже о своей основной линейке процессоров Core). Nvidia говорит, что работает на процессоре, использующем архитектуру ARM, которая будет конкурировать с Intel, но неясно, как это достигается или когда может быть выпущен готовый продукт.

На данный момент потенциальная угроза ARM остается темным облаком на горизонте потенциального пространства ПК. Это выглядит угрожающе, но конкретная угроза еще должна проявиться. Является ли ARM грозным штормом или просто несколькими затененными облаками, которые в конечном итоге рассеются? Это еще предстоит выяснить.