Чем архитектура ARM отличается от x86. Arm процессоры что это

Бренд A часто использует чипсеты Qualcomm в своих флагманах. Кстати, последние чипы Qualcomm Snapdragon (820, 821 и 835) оснащены полностью специализированным ядром Kryo для процессора и Adreno для графического ускорителя.

Полезно: процессоры ARM, что это?

В подавляющем большинстве устройств сегодня используются процессоры на базе архитектуры ARM, разработанной компанией ARM Limited. Интересно, что компания не производит сами процессоры, а лишь предоставляет технологию сторонним производителям чипов. Кроме того, компания также разрабатывает процессоры Cortex и графические ускорители Mali. Это обязательно будет обсуждаться в данном документе.

Действительно, ARM является монополистом в своей области, и большинство современных смартфонов и планшетов с различными мобильными операционными системами используют процессоры на базе архитектуры ARM. Производители микросхем предлагают лицензии на использование конкретных ядер, наборов команд и связанных с ними технологий в расчете на одну АРМ, причем стоимость лицензий сильно варьируется в зависимости от типа процессорного ядра (которое может быть экономичным решением с низким энергопотреблением и самым современным решением). -ART тетрапий даже восемь кранов) и добавки. В 2006 году ежегодная ярмарка ARM Limited показала доход в 161 миллион долларов США при стоимости лицензий около 2,5 миллиарда долларов США (в 2011 году он составил уже 7,9 миллиарда долларов США). Это соответствует примерно 0,067 доллара США за чип. Однако, по причинам, указанным выше, из-за разной стоимости различных лицензий, этот процент очень умеренный, и прибыль компании с тех пор должна увеличиться во много раз.

Сегодня arm-процессоры очень популярны. Чипы на базе этой архитектуры используются повсеместно, даже в серверах, но чаще всего оружие встречается в мобильных системах, начиная с контроллеров жестких дисков и заканчивая новейшими смартфонами, планшетами и другими устройствами.

Ядра Cortex

Рука развивает различные ядерные семьи, используемые для различных задач. Например, процессоры на базе Cortex-MX и cortex-Rx («x» — число или цифры, указывающие на точный номер ядра) используются во встроенных системах и даже в потребительских устройствах, таких как маршрутизаторы и принтеры.

Cortex

Поскольку нас в основном интересует семейство Cortex -Ax, мы не будем рассматривать их подробно. Такие ядра используются в наиболее производительных устройствах, таких как смартфоны, планшеты и игровые приставки. ARM постоянно работает над новыми ядрами серии Cortex-AX, но как только эти строки будут написаны, в смартфонах будут использоваться следующие

  • Cortex A5,.
  • Cortex A7,.
  • Cortex A8,.
  • Cortex A9,.
  • Cortex A12,.
  • Cortex A15,.
  • Cortex A53,.
  • Кора головного мозга A57.

Чем выше число, тем выше производительность процессора и, соответственно, категория устройства, в котором он используется. Обратите внимание, однако, что это правило соблюдается не всегда. Например, чип с ядром Cortex-A7 будет работать лучше, чем чип с Cortex-A8. Тем не менее, если процессор Cortex-A5 уже считается устаревшим и редко используется в современных устройствах, то процессор Cortex-A15 входит в состав коммуникационных устройств и рабочих лошадок планшетов. Недавно компания ARM объявила о разработке новых, более мощных и в то же время более энергоэффективных ядер Cortex-A53 и Cortex-A57. Эти ядра интегрированы в один чип по технологии ARM big.LITTLE и поддерживают набор ARMv8 (версия архитектуры), но в настоящее время не используются в массовых потребительских устройствах. Большинство чипов с ядром Cortex могут быть многоядерными, а четырехъядерные процессоры сегодня повсеместно используются в высокотехнологичных смартфонах.

Крупные производители смартфонов и планшетов обычно используют процессоры известных чипмейкеров, таких как Qualcomm, или собственные решения, которые уже очень популярны (например, семейства чипсетов Samsung и Exynos), но большинство гаджетов для малого бизнеса Одна из спецификаций. Такие описания, как «процессор Cortex-A71GHz» или «двухъядерный Cortex-A71GHz», встречаются часто, но для обычного пользователя это ничего не значит. Чтобы понять разницу между этими ядрами, давайте остановимся на основных моментах.

Cortex-A5.

Ядро Cortex-A5 используется в недорогих процессорах в большинстве устройств низкого класса. Такие устройства предназначены только для выполнения ограниченного круга задач и запуска простых приложений, но совсем не предназначены для ресурсоемких программ, не говоря уже об играх. Примером гаджета с процессором Cortex-A5 иногда называют Highscreen Blast. Он получил чип QualcommSnapdragon S4PlayMSM8225, который содержит два ядра Cortex-A5 с тактовой частотой 1,2 ГГц.

Cortex-A7.

Процессоры Cortex-A7 являются более мощными и более распространенными, чем чипы Cortex-A5. Эти чипы работают по 28-нанометровой технологии обработки и имеют большой кэш второго уровня объемом до 4 мегабайт. Ядра Cortex-A7 в основном встречаются в недорогих смартфонах и устройствах среднего класса, таких как iconBIT Mercury Quad. Исключением является SamsungGalaxySIVGT-i9500 с Exynos5Octa — этот чипсет использует энергоэффективный четырехъядерный процессор Cortex-A7 при выполнении требовательных задач.

ARM big.LITTLE

Рука, большая.

В качестве высокотехнологичного решения проблем энергопотребления современных процессоров ARM предлагает технологию big.LITTLE. Его суть, в принципе, заключается в том, чтобы объединить в одном ядре чипа одинаковое количество энергосберегающих ядер разных типов. И высокая эффективность.

На одном чипе расположены три операционные системы с различными типами ядер: big.LITTLE (миграция между кластерами), big.LITTLE IKS (миграция между ядрами) и big.LITTLE MP (гетерогенная мультипроцессорная обработка).

big.LITTLE (миграция с кластера на кластер).

Первым чипсетом на базе архитектуры ARM big.LITTLE стал процессор Samsung Exynos5Octa. В нем используется оригинальная схема big.LITTLE ‘4+4’. Это означает сочетание четырех высокопроизводительных ядер Cortex-A15 для высокоинтенсивных приложений и игр и четырех энергосберегающих ядер Cortex-A7 для повседневного использования в большинстве программ. В каждый момент времени доступен только один тип ядра. Переключение между группами ядер происходит плавно и практически мгновенно в полностью автоматическом режиме.

big.LITTLE IKS (передача между ядрами)

Большие.маленькие иксы

Более сложным применением архитектуры big.LITTLE является перемещение нескольких реальных ядер (обычно двух) в одно виртуальное ядро. Это виртуальное ядро управляется ядром операционной системы, которое решает, использовать ли энергоэффективное или производительное ядро. Конечно, виртуальных ядер может быть несколько. На этом изображении показана схема IKS с ядром Cortex-A7 и ядром Cortex-A15 в каждом из четырех виртуальных ядер.

big.LITTLE MP (гетерогенная многопроцессорная обработка)

Большой.маленький МП

Формат big.LITTLE MP — это наиболее «продвинутый» формат, в котором каждое ядро является независимым и при необходимости может быть активировано ядром операционной системы. Это означает, что при наличии четырех ядер Cortex-A7 и такого же количества Cortex-A15 чип на базе архитектуры ARM big.LITTLE MP может одновременно работать на всех восьми ядрах, даже если они разных типов. Одним из первых процессоров такого типа стал окта-ядерный чип MT6592 от Mediatek. Он работает на частоте 2 ГГц и может записывать и воспроизводить видео в формате UltraHD.

Ее будущее.

Согласно имеющейся на данный момент информации, ARM планирует выпустить следующее поколение чипов big.LITTLE с использованием новых ядер Cortex-A53 и Cortex-A57 в ближайшем будущем. Кроме того, бюджетные процессоры ARM big.LITTLE будут выпускаться китайским производителем MediaTek, который работает по формату ‘2 + 2’, то есть две группы по два ядра.

Это касается и iPhone. Конечно, название ARM на слуху у всех, кто хоть немного интересуется миром технологий и понимает, что такое процессор и зачем он нужен в современной технике. Не только на мобильных устройствах, но и на настольных компьютерах. Однако мало кто вникает или интересуется историей компании, стоящей за одними из самых популярных и высококачественных продуктов.

Что такое архитектура?

Процессоры являются ключевым компонентом любого вычислительного устройства, будь то смартфон или компьютер. От их производительности зависит скорость работы устройства и продолжительность его автономной работы. Проще говоря, архитектура процессора — это набор команд, которые могут быть использованы для написания программы, которая реализуется на аппаратном уровне с помощью определенной комбинации транзисторов в процессоре. Они позволяют программе взаимодействовать с оборудованием и определяют, как данные отправляются и принимаются из памяти.

В настоящее время существует два типа архитектуры: сложные вычисления с набором инструкций (CISC) и вычисления с сокращенным набором инструкций (RISC). Первый предполагает, что процессор содержит команды для каждого случая, а второй, RISC, ставит перед разработчиками задачу создать процессор с набором команд, которые редко нужны для работы. Команды RISC меньше и проще.

ARM-VS-X86-KEY-Differences-Explaine-1

Архитектура x86

Архитектура процессора X86 была разработана в 1978 году, впервые появилась в процессорах Intel и является CISC. Он был назван в честь первого процессора Intel, использующего эту архитектуру, Intel 8086. Со временем, в отсутствие лучших альтернатив, другие производители процессоров, такие как AMD, начали поддерживать эту архитектуру. Сегодня это модели в настольных компьютерах, ноутбуках, нетбуках, серверах и других подобных устройствах. Однако процессоры X86 могут использоваться и в планшетах, что является довольно распространенной практикой.

Первые процессоры Intel 8086 были 16-битными, но в 2000 году были выпущены процессоры с 32-битной архитектурой, а позже появилась 64-битная архитектура. Процесс обработки был подробно описан в другой статье. За это время архитектура сильно эволюционировала, были добавлены новые команды и расширения, которые позволили значительно повысить производительность процессора.

У X86 есть несколько очень важных недостатков. Первая — сложность команд и инструкций, обусловленная длительной историей развития. Во-вторых, эти процессоры потребляют слишком много энергии и, соответственно, выделяют много тепла. Инженеры X86 изначально хотят получить максимальную производительность, а скорость требует ресурсов. Прежде чем мы рассмотрим различия между манипуляторами X86, давайте поговорим об архитектуре манипуляторов.

Архитектура ARM

Эта архитектура была представлена вскоре после X86 в 1985 году. После разработки известной британской компанией Acorn эта архитектура получила название ARCON Risk machine и относилась к RISC, но выпустила усовершенствованную версию RISC-машины с рангом, известным как ARM.

При разработке этой архитектуры инженеры стремились устранить все недостатки X86 и создать совершенно новую, максимально эффективную архитектуру. Чип ARM потреблял очень мало энергии и был недорогим, но он не был очень популярен в персональных компьютерах, так как имел низкую производительность по сравнению с X86.

В отличие от X86, разработчики изначально минимизировали затраты ресурсов, используя меньшее количество команд процессора и меньшее количество транзисторов, но меньше дополнительных возможностей. Однако производительность arm-процессоров с годами улучшилась. Благодаря такой рациональности и низкому энергопотреблению, они начинают очень широко применяться в мобильных устройствах, таких как планшеты и смартфоны.

Оцените статью
club-cs.ru