Hal-hazırda iki ən məşhur prosessor arxitekturası var. Bu, 80-ci illərdə hazırlanmış və fərdi kompüterlərdə və ARM-də istifadə olunan x86-dır - prosessorları daha kiçik və qənaətcil edən daha müasirdir. Əksər mobil cihazlarda və ya planşetlərdə istifadə olunur.
Hər iki arxitekturanın müsbət və mənfi cəhətləri, eləcə də tətbiq sahələri var, lakin ümumi xüsusiyyətlər də var. Bir çox ekspert ARM-in gələcək olduğunu deyir, lakin onun hələ də x86-da olmayan bəzi mənfi cəhətləri var. Bugünkü məqaləmizdə qol arxitekturasının x86-dan nə ilə fərqləndiyinə baxacağıq. ARM və x86 arasındakı əsas fərqlərə baxaq, həmçinin hansının daha yaxşı olduğunu müəyyən etməyə çalışaq.
Prosessor istənilən hesablama cihazının əsas komponentidir, istər smartfon, istərsə də kompüter. Onun performansı cihazın nə qədər sürətli işləyəcəyini və batareya gücü ilə nə qədər işləyə biləcəyini müəyyənləşdirir. Sadə dillə desək, prosessor arxitekturası proqramları tərtib etmək üçün istifadə oluna bilən və prosessor tranzistorlarının müəyyən kombinasiyalarından istifadə etməklə aparatda həyata keçirilən təlimatlar toplusudur. Proqramların aparatla qarşılıqlı əlaqədə olmasına və məlumatların yaddaşa necə köçürüləcəyini və yaddaşdan oxunacağını müəyyən etməyə imkan verənlər bunlardır.
Hazırda iki növ arxitektura mövcuddur: CISC (Complex Instruction Set Computing) və RISC (Reduced Instruction Set Computing). Birincisi, prosessorun bütün hallar üçün təlimatları yerinə yetirəcəyini güman edir, ikincisi, RISC, tərtibatçılara əməliyyat üçün tələb olunan minimum təlimatlar dəsti ilə prosessor yaratmaq vəzifəsini qoyur. RISC təlimatları daha kiçik və sadədir.
x86 memarlıq
X86 prosessor arxitekturası 1978-ci ildə hazırlanmış və ilk dəfə Intel prosessorlarında peyda olmuş və CISC tiplidir. Onun adı bu arxitekturaya malik ilk prosessorun - Intel 8086 modelindən götürülmüşdür. Vaxt keçdikcə daha yaxşı alternativ olmadıqda, digər prosessor istehsalçıları, məsələn, AMD bu arxitekturanı dəstəkləməyə başladılar. İndi bu, masaüstü kompüterlər, noutbuklar, netbuklar, serverlər və digər oxşar cihazlar üçün standartdır. Ancaq bəzən tabletlərdə x86 prosessorları istifadə olunur, bu kifayət qədər ümumi bir təcrübədir.
İlk Intel 8086 prosessoru 16 bitlik tutuma malik idi, sonra 2000-ci ildə 32 bitlik arxitektura prosessoru buraxıldı və hətta daha sonra 64 bitlik arxitektura meydana çıxdı. Bunu ayrı bir məqalədə ətraflı müzakirə etdik. Bu müddət ərzində arxitektura çox inkişaf etdi, prosessorun işini əhəmiyyətli dərəcədə artıra bilən yeni təlimat dəstləri və genişləndirmələr əlavə edildi.
x86-nın bir sıra əhəmiyyətli çatışmazlıqları var. Birincisi, bu, uzun inkişaf tarixinə görə yaranan əmrlərin mürəkkəbliyi, onların qarışıqlığıdır. İkincisi, bu cür prosessorlar çox enerji istehlak edir və buna görə çox istilik yaradır. x86 mühəndisləri əvvəlcə maksimum performans əldə etmək yolunu tutdular və sürət resurslar tələb edir. Qol x86 arasındakı fərqlərə baxmadan əvvəl ARM arxitekturasından danışaq.
ARM arxitekturası
Bu arxitektura x86-dan bir qədər sonra - 1985-ci ildə təqdim edildi. O, Britaniyanın məşhur Acorn şirkəti tərəfindən hazırlanıb, sonra bu arxitektura Arcon Risk Machine adlanır və RISC tipinə aid idi, lakin sonra onun təkmilləşdirilmiş versiyası indi ARM kimi tanınan Advanted RISC Machine buraxıldı.
Bu arxitekturanı inkişaf etdirərkən mühəndislər x86-nın bütün çatışmazlıqlarını aradan qaldırmağı və tamamilə yeni və ən səmərəli arxitektura yaratmağı qarşılarına məqsəd qoyurlar. ARM çipləri minimum enerji sərfiyyatına malikdir və aşağı qiymət, lakin x86 ilə müqayisədə zəif performansa malik idi, buna görə də onlar əvvəlcə fərdi kompüterlərdə çox populyarlıq qazanmadılar.
X86-dan fərqli olaraq, tərtibatçılar əvvəlcə minimal resurs xərclərinə nail olmağa çalışdılar; onlar daha az prosessor təlimatlarına, daha az tranzistorlara malikdirlər, həm də müvafiq olaraq daha azdır. əlavə funksiyalar. Lakin son illərdə ARM prosessorlarının performansı yaxşılaşır. Bunu və aşağı enerji istehlakını nəzərə alaraq, planşet və smartfon kimi mobil cihazlarda çox geniş istifadə olunur.
ARM və x86 arasındakı fərqlər
İndi biz bu arxitekturaların inkişaf tarixinə və onların əsas fərqlərinə nəzər saldıqdan sonra hansının daha yaxşı olduğunu və fərqlərinin nə olduğunu daha dəqiq başa düşmək üçün ARM və x86-nın müxtəlif xüsusiyyətlərinə əsaslanaraq ətraflı müqayisə aparaq.
İstehsal
İstehsal x86 və qol fərqlidir. Yalnız iki şirkət x86 prosessorları istehsal edir: Intel və AMD. Əvvəlcə bu bir şirkət idi, lakin bu, tamamilə fərqli bir hekayədir. Yalnız bu şirkətlərin belə prosessorlar istehsal etmək hüququ var, bu o deməkdir ki, yalnız onlar infrastrukturun inkişaf istiqamətinə nəzarət edəcəklər.
ARM çox fərqli işləyir. ARM-i inkişaf etdirən şirkət heç nə buraxmır. Onlar sadəcə olaraq bu arxitekturanın prosessorlarını inkişaf etdirmək üçün icazə verirlər və istehsalçılar ehtiyac duyduqları hər şeyi edə bilərlər, məsələn, ehtiyac duyduqları modullarla xüsusi çiplər istehsal edirlər.
Təlimatların sayı
Bunlar arm və x86 arxitekturası arasındakı əsas fərqlərdir. x86 prosessorları daha güclü və məhsuldar olaraq sürətlə inkişaf etdi. Tərtibatçılar çoxlu sayda prosessor təlimatı əlavə etdilər və burada təkcə əsas dəst deyil, onsuz da edilə bilən kifayət qədər çoxlu əmrlər var. Əvvəlcə bu, diskdəki proqramların tutduğu yaddaşın həcmini azaltmaq üçün edildi. Qoruma və virtuallaşdırma, optimallaşdırma və daha çox şey üçün bir çox variant da hazırlanmışdır. Bütün bunlar əlavə tranzistorlar və enerji tələb edir.
ARM daha sadədir. Burada prosessor təlimatları daha azdır, yalnız əməliyyat sisteminin ehtiyac duyduğu və əslində istifadə etdiyi təlimatlar var. X86-nı müqayisə etsək, orada hamısının yalnız 30% -i istifadə olunur mümkün göstərişlər. Proqramları əl ilə yazmağa qərar versəniz, onları öyrənmək daha asandır və onların həyata keçirilməsi üçün daha az tranzistor tələb olunur.
Enerji istehlakı
Əvvəlki paraqrafdan başqa bir nəticə çıxır. Lövhədə nə qədər çox tranzistor varsa, onun sahəsi və enerji istehlakı bir o qədər böyükdür və bunun əksi də doğrudur.
x86 prosessorları ARM-dən daha çox enerji istehlak edir. Ancaq enerji istehlakı tranzistorun ölçüsündən də təsirlənir. Məsələn, Intel i7 prosessoru 47 Vt, istənilən ARM smartfon prosessoru isə 3 Vt-dan çox enerji sərf etmir. Əvvəllər tək element ölçüsü 80 nm olan lövhələr istehsal olunurdu, sonra Intel 22 nm-ə qədər kiçilməyə nail oldu və bu il alimlər element ölçüsü 1 nanometr olan lövhə yarada bildilər. Bu, performansını itirmədən enerji istehlakını əhəmiyyətli dərəcədə azaldacaq.
Son illərdə x86 prosessorlarının enerji istehlakı xeyli azalıb, məsələn, yeni Intel Haswell prosessorları batareyada daha uzun müddət davam edə bilir. İndi qol ilə x86 arasındakı fərq tədricən yox olur.
İstiliyin yayılması
Transistorların sayı başqa bir parametrə - istilik istehsalına təsir göstərir. Müasir cihazlar bütün enerjini effektiv fəaliyyətə çevirə bilmir, onun bir hissəsi istilik şəklində yayılır. Lövhələrin səmərəliliyi eynidir, yəni daha az tranzistor və onların ölçüsü nə qədər kiçik olsa, prosessor bir o qədər az istilik yaradacaqdır. Burada artıq sual yaranmır ki, ARM və ya x86 daha az istilik yaradacaq.
Prosessor performansı
ARM əvvəlcə maksimum performans üçün nəzərdə tutulmamışdı, burada x86 üstünlük təşkil edir. Bu qismən tranzistorların sayının az olması ilə bağlıdır. Amma in Son vaxtlar ARM prosessorlarının performansı artır və onlar artıq noutbuklarda və ya serverlərdə tam istifadə oluna bilirlər.
nəticələr
Bu yazıda ARM-in x86-dan nə ilə fərqləndiyinə baxdıq. Fərqlər olduqca ciddidir. Lakin son vaxtlar hər iki memarlıq arasındakı xətt bulanıqlaşıb. ARM prosessorları daha məhsuldar və daha sürətli olur və x86 prosessorları lövhənin struktur elementinin ölçüsünün kiçilməsi sayəsində daha az enerji sərf etməyə və daha az istilik yaratmağa başlayır. Artıq server və noutbuklarda ARM prosessorlarını, planşet və smartfonlarda isə x86-nı tapa bilərsiniz.
Bu x86 və ARM haqqında nə düşünürsünüz? Sizcə gələcək hansı texnologiyadır? Şərhlərdə yazın! Yeri gəlmişkən, .
ARM arxitekturasının inkişafı haqqında videonu yekunlaşdırmaq üçün:
Mobil texnologiyalarla maraqlanan hər kəs ARM arxitekturası haqqında eşitmişdir. Ancaq əksər insanlar üçün bu, planşet və ya smartfon prosessorları ilə əlaqələndirilir. Digərləri onları düzəldir, bunun daşın özü deyil, yalnız onun memarlığı olduğunu aydınlaşdırır. Lakin onların demək olar ki, heç biri bu texnologiyanın əslində harada və nə vaxt yarandığı ilə maraqlanmırdı.
Bu arada, bu texnologiya hər il daha çox olan çoxsaylı müasir gadget'lar arasında geniş yayılmışdır. Bundan əlavə, ARM prosessorlarını inkişaf etdirməyə başlayan şirkətin inkişaf yolunda bir maraqlı hadisə var ki, onu qeyd etmək günah deyil, bəlkə də kimsə üçün gələcək üçün bir dərs olacaq.
Dummies üçün ARM arxitekturası
ARM abbreviaturası İT texnologiyaları sahəsində kifayət qədər uğurlu Britaniya şirkəti ARM Limited-i gizlədir. O, Advanced RISC Machines mənasını verir və əksər portativ cihazları gücləndirən 32 bitlik RISC prosessor arxitekturasının dünyanın əsas tərtibatçılarından və lisenziya verənlərindən biridir.
Ancaq xarakterik olaraq şirkət özü mikroprosessorlar istehsal etmir, yalnız öz texnologiyasını inkişaf etdirir və digər tərəflərə lisenziyalaşdırır. Xüsusilə, ARM mikro nəzarətçi arxitekturası aşağıdakı istehsalçılar tərəfindən satın alınır:
- Atmel.
- Cirrus Logic.
- Intel.
- Alma.
- nVidia.
- HiSilicon.
- Marvell.
- Samsung.
- Qualcomm.
- Sony Ericsson.
- Texas Alətləri.
- Broadcom.
Onlardan bəziləri rəqəmsal gadget istehlakçılarının geniş auditoriyasına məlumdur. Britaniyanın ARM korporasiyasının məlumatına görə, onların texnologiyasından istifadə etməklə istehsal olunan mikroprosessorların ümumi sayı 2,5 milyarddan çoxdur. Mobil daşların bir neçə seriyası var:
- ARM7 - büdcə mobil telefonları üçün uyğun olan 60-72 MHz saat tezliyi.
- ARM9/ARM9E - tezlik artıq daha yüksəkdir, təxminən 200 MHz. Daha funksional smartfonlar və fərdi rəqəmsal köməkçilər (PDA) belə mikroprosessorlarla təchiz olunub.
Cortex və ARM11 əvvəlki ARM mikro nəzarətçi arxitekturasına nisbətən daha müasir mikroprosessor ailələridir, 1 GHz-ə qədər saat sürəti və qabaqcıl rəqəmsal siqnal emal imkanları ilə.
Marvell-dən məşhur xScale mikroprosessorları (2007-ci ilin yayın ortalarına qədər layihə Intel-in sərəncamında idi) əslində ARM9 arxitekturasının Wireless MMX təlimat dəsti ilə tamamlanan genişləndirilmiş versiyasıdır. Bu qərar Intel-dən multimedia proqramlarını dəstəkləməyə yönəldilib.
ARM texnologiyası RISC kimi adlandırılan azaldılmış təlimat dəstini ehtiva edən 32 bitlik mikroprosessor arxitekturasına aiddir. Hesablamalara görə, ARM prosessorlarının istifadəsi istehsal olunan RISC prosessorlarının ümumi sayının 82%-ni təşkil edir ki, bu da 32 bitlik sistemlərin kifayət qədər geniş əhatə dairəsini göstərir.
Bir çox elektron qurğular ARM prosessor arxitekturası ilə təchiz olunub və bunlar təkcə PDA və mobil telefonlar deyil, həm də əl oyun konsolları, kalkulyatorlar, kompüter periferiyaları, şəbəkə avadanlıqları və daha çox şeydir.
Zamana kiçik bir səyahət
Gəlin bir neçə il əvvələ xəyali zaman maşını götürək və hər şeyin haradan başladığını anlamağa çalışaq. Əminliklə demək olar ki, ARM öz sahəsində daha çox monopolistdir. Və bu, smartfonların və digər elektron rəqəmsal cihazların böyük əksəriyyətinin bu arxitekturadan istifadə edərək yaradılmış mikroprosessorlar tərəfindən idarə olunması ilə təsdiqlənir.
1980-ci ildə Acorn Computers şirkəti yaradıldı və fərdi kompüterlər yaratmağa başladı. Buna görə də, ARM əvvəllər Acorn RISC Machines kimi təqdim edildi.
Bir il sonra BBC Micro PC-nin ilk ARM prosessor arxitekturasına malik ev versiyası istehlakçılara təqdim edildi. Uğurlu idi, lakin çip qrafik tapşırıqların öhdəsindən gələ bilmədi və Motorola 68000 və National Semiconductor 32016 prosessorları şəklində digər variantlar da bunun üçün uyğun deyildi.
Sonra şirkət rəhbərliyi öz mikroprosessorunu yaratmaq barədə fikirləşdi. Mühəndisləri yerli universitetin məzunları tərəfindən icad edilmiş yeni prosessor arxitekturası maraqlandırıb. Sadəcə azaldılmış təlimat dəstindən və ya RISC-dən istifadə etdi. Acorn Risc Machine prosessoru tərəfindən idarə olunan ilk kompüterin meydana çıxmasından sonra müvəffəqiyyət olduqca tez gəldi - 1990-cı ildə Britaniya markası ilə Apple arasında müqavilə bağlandı. Bu, yeni çipsetin inkişafının başlanğıcını qeyd etdi ki, bu da öz növbəsində Advanced RISC Machines və ya ARM adlanan bütöv bir inkişaf komandasının formalaşmasına səbəb oldu.
1998-ci ildən başlayaraq şirkət adını ARM Limited olaraq dəyişdirdi. İndi mütəxəssislər artıq ARM arxitekturasının istehsalı və tətbiqi ilə məşğul olmurlar. Nə verdi? Bu, heç bir şəkildə şirkətin inkişafına təsir göstərmədi, baxmayaraq ki, şirkətin əsas və yeganə istiqaməti texnologiyaların inkişafı, eləcə də üçüncü tərəf şirkətlərinə lisenziyaların satılması idi ki, prosessor arxitekturasından istifadə edə bilsinlər. Eyni zamanda, bəzi şirkətlər hazır nüvələrə hüquqlar əldə edir, digərləri isə əldə edilmiş lisenziya əsasında prosessorları öz nüvələri ilə təchiz edirlər.
Bəzi məlumatlara görə, şirkətin hər bir belə həll üzrə qazancı 0,067-dir $. Ancaq bu məlumat orta və köhnəlmişdir. Çipsetlərdəki nüvələrin sayı hər il artır və müvafiq olaraq müasir prosessorların qiyməti köhnə modelləri üstələyir.
Tətbiq sahəsi
ARM Limited-ə böyük populyarlıq gətirən mobil cihazların inkişafı idi. Və smartfonların və digər portativlərin istehsalı zamanı elektron cihazlar geniş yayıldı, enerjiyə qənaət edən prosessorlar dərhal tətbiq tapdı. Görəsən, arm arxitekturasında Linux varmı?
ARM-in inkişafının kulminasiyası 2007-ci ildə, onun Apple brendi ilə tərəfdaşlığı yeniləndiyi zaman baş verdi. Bundan sonra istehlakçılara ARM prosessoruna əsaslanan ilk iPhone təqdim edildi. O vaxtdan bəri belə bir prosessor arxitekturası yalnız müasir mobil bazarda tapıla bilən demək olar ki, hər hansı bir istehsal edilmiş smartfonun dəyişməz komponentinə çevrildi.
Deyə bilərik ki, prosessor tərəfindən idarə edilməli olan demək olar ki, hər bir müasir elektron cihaz bir növ ARM çipləri ilə təchiz edilmişdir. Və belə bir prosessor arxitekturasının Linux, Android, iOS və Windows olsun bir çox əməliyyat sistemini dəstəkləməsi danılmaz üstünlükdür. Onların arasında Windows embedded CE 6.0 Core var; qol arxitekturası da onunla dəstəklənir. Bu platforma əl kompüterləri, mobil telefonlar və quraşdırılmış sistemlər üçün nəzərdə tutulmuşdur.
x86 və ARM-in fərqli xüsusiyyətləri
ARM və x86 haqqında çox eşitmiş bir çox istifadəçi bu iki arxitekturanı bir-biri ilə bir az qarışdırır. Bununla belə, onların müəyyən fərqləri var. Memarlığın iki əsas növü var:
- CISC (Complex Instruction Set Computing).
- Hesablama).
CISC x86 prosessorlarını (Intel və ya AMD), RISC, artıq başa düşdüyünüz kimi, ARM ailəsini ehtiva edir. X86 və qol arxitekturalarının öz pərəstişkarları var. Enerji səmərəliliyi və sadə təlimatlar toplusundan istifadəni vurğulayan ARM mütəxəssislərinin səyləri sayəsində prosessorlar bundan böyük fayda əldə etdilər - mobil bazar sürətlə inkişaf etməyə başladı və bir çox smartfonlar demək olar ki, kompüterlərin imkanlarına bərabər oldu.
Öz növbəsində, Intel həmişə masaüstü kompüterlər, noutbuklar, serverlər və hətta superkompüterlər üçün yüksək performanslı və ötürmə qabiliyyətinə malik prosessorlar istehsalı ilə məşhur olmuşdur.
Bu iki ailə istifadəçilərin ürəyini özünəməxsus şəkildə fəth etdi. Amma onların fərqi nədir? Bir neçə fərqli xüsusiyyətlər və ya hətta xüsusiyyətlər var; onlardan ən vaciblərinə baxaq.
Emal gücü
Bu parametrlə ARM və x86 arxitekturaları arasındakı fərqləri təhlil etməyə başlayaq. RISC professorlarının ixtisası mümkün qədər az təlimatdan istifadə etməkdir. Üstəlik, onlar mümkün qədər sadə olmalıdır ki, bu da onlara təkcə mühəndislər üçün deyil, həm də proqram tərtibatçıları üçün üstünlüklər verir.
Burada fəlsəfə sadədir - təlimatlar sadədirsə, onda istədiyiniz dövrə çox sayda tranzistor tələb etmir. Nəticədə, bir şey üçün əlavə yer boşaldılır və ya çip ölçüləri kiçilir. Bu səbəbdən ARM mikroprosessorları qrafik prosessorları kimi periferik cihazları birləşdirməyə başladı. Buna misal olaraq minimal sayda komponentə malik Raspberry Pi kompüteridir.
Bununla belə, sadə təlimatlar baha başa gəlir. Lazım olan müəyyən vəzifələri yerinə yetirmək üçün əlavə təlimatlar, bu adətən yaddaş istehlakının və tapşırıqların icra müddətinin artmasına səbəb olur.
Qol prosessorunun arxitekturasından fərqli olaraq, CISC çiplərinin təlimatları, məsələn, Intel-in həlləri mürəkkəb tapşırıqları böyük çevikliklə yerinə yetirə bilər. Başqa sözlə desək, RISC əsaslı maşınlar registrlər arasında əməliyyatları yerinə yetirir və adətən əməliyyatı yerinə yetirməzdən əvvəl proqramdan dəyişənlərin registrə yüklənməsini tələb edir. CISC prosessorları əməliyyatları bir neçə yolla yerinə yetirməyə qadirdir:
- registrlər arasında;
- registr və yaddaş yeri arasında;
- yaddaş hüceyrələri arasında.
Amma bu yalnız bir hissəsidir fərqləndirici xüsusiyyətlər, digər əlamətlərin təhlilinə keçək.
Enerji istehlakı
Cihazın növündən asılı olaraq, enerji istehlakı müxtəlif dərəcədə əhəmiyyətli ola bilər. Sabit bir enerji mənbəyinə (elektrik şəbəkəsi) qoşulan bir sistem üçün enerji istehlakında sadəcə heç bir məhdudiyyət yoxdur. Bununla belə, cib telefonları və digər elektron qurğular enerjinin idarə edilməsindən tamamilə asılıdır.
Qol və x86 arxitekturaları arasındakı digər fərq ondan ibarətdir ki, birincisi bir çox əlaqəli paketlər daxil olmaqla 5 Vt-dan az enerji istehlakına malikdir: GPU-lar, periferiya qurğuları, yaddaş. Bu aşağı güc nisbətən aşağı sürətlərlə birləşən daha az sayda tranzistorla bağlıdır (masaüstü prosessorlarla paralel aparsaq). Eyni zamanda, bu, məhsuldarlığa təsir göstərir - mürəkkəb əməliyyatların yerinə yetirilməsi daha uzun çəkir.
Intel nüvələri daha mürəkkəb struktura malikdir və nəticədə onların enerji sərfiyyatı əhəmiyyətli dərəcədə yüksəkdir. Məsələn, yüksək performanslı Intel I-7 prosessoru təxminən 130 Vt enerji istehlak edir, mobil versiyaları- 6-30 Vt.
Proqram təminatı
Bu parametrlə müqayisə etmək olduqca çətindir, çünki hər iki marka öz dairələrində çox populyardır. Arm-arxitektura prosessorlarına əsaslanan qurğular mobil əməliyyat sistemləri (Android və s.) ilə mükəmməl işləyir.
Intel prosessorları ilə işləyən maşınlar Windows və Linux kimi platformaları işlətməyə qadirdir. Bundan əlavə, mikroprosessorların hər iki ailəsi Java-da yazılmış proqramlarla dostdur.
Arxitekturalardakı fərqləri təhlil edərək bir şeyi dəqiq demək olar - ARM prosessorları əsasən mobil cihazların enerji istehlakını idarə edir. Masaüstü həllərin əsas məqsədi yüksək performans təmin etməkdir.
Yeni nailiyyətlər
ARM şirkəti öz səriştəli siyasəti sayəsində mobil bazarı tamamilə nəzarətə götürüb. Ancaq gələcəkdə o, bununla dayanmaq niyyətində deyil. Bir müddət əvvəl nüvələrin yeni inkişafı təqdim edildi: Cortex-A53 və Cortex-A57, bir vacib yeniləmə aldı - 64 bitlik hesablama dəstəyi.
A53 nüvəsi ARM Cortex-A8-in birbaşa varisidir, onun performansı çox yüksək olmasa da, minimum enerji sərfiyyatına malikdir. Mütəxəssislərin qeyd etdiyi kimi, arxitekturanın enerji istehlakı 4 dəfə azalıb və performans baxımından o, Cortex-A9 nüvəsindən geri qalmayacaq. Və bu, A53-ün əsas sahəsinin A9-dan 40% kiçik olmasına baxmayaraq.
A57 nüvəsi Cortex-A9 və Cortex-A15-i əvəz edəcək. Eyni zamanda, ARM mühəndisləri fenomenal performans artımını - A15 nüvəsindən üç dəfə yüksək olduğunu iddia edirlər. Başqa sözlə, A57 mikroprosessoru Cortex-A9-dan 6 dəfə, enerji səmərəliliyi isə A15-dən 5 dəfə yaxşı olacaq.
Xülasə etmək üçün, korteks seriyası, yəni daha təkmil a53, eyni dərəcədə yüksək enerji səmərəliliyi fonunda daha yüksək performansda sələflərindən fərqlənir. Hətta əksər smartfonlarda quraşdırılmış Cortex-A7 prosessorları belə rəqabət apara bilməz!
Amma daha qiymətlisi odur ki, qol korteksi a53 arxitekturası yaddaş çatışmazlığı ilə bağlı problemlərin qarşısını almağa imkan verəcək komponentdir. Bundan əlavə, cihaz batareyanı daha yavaş boşaldacaq. Yeni məhsul sayəsində bu problemlər artıq keçmişdə qalacaq.
Qrafik həllər
Prosessorların hazırlanması ilə yanaşı, ARM Mali seriyalı qrafik sürətləndiricilərin tətbiqi üzərində işləyir. Onlardan birincisi Mali 55-dir. LG Renoir telefonu bu sürətləndirici ilə təchiz edilib. Bəli, bu ən adi mobil telefondur. Yalnız onda GPU oyunlar üçün cavabdeh deyildi, ancaq interfeysi göstərdi, çünki müasir standartlara əsasən, qrafik prosessor primitiv imkanlara malikdir.
Lakin tərəqqi qaçılmaz şəkildə irəliləyir və buna görə də zamanla ayaqlaşmaq üçün ARM orta qiymətli smartfonlar üçün uyğun olan daha təkmil modellərə malikdir. Söhbət ümumi GPU Mali-400 MP və Mali-450 MP-dən gedir. Onların aşağı performansa və məhdud API dəstinə malik olmasına baxmayaraq, bu, onların müasir mobil modellərdə tətbiq tapmasına mane olmur. Parlaq bir nümunə, səkkiz nüvəli MTK6592 çipinin Mali-450 MP4 qrafik sürətləndiricisi ilə birləşdirildiyi Zopo ZP998 telefonudur.
Rəqabət qabiliyyəti
Hazırda heç kim ARM-ə qarşı çıxmır və bu, əsasən, vaxtında düzgün qərarın verilməsi ilə bağlıdır. Ancaq bir vaxtlar, səyahətinin əvvəlində bir tərtibatçılar qrupu fərdi kompüterlər üçün prosessorlar yaratmaq üzərində işləyirdi və hətta Intel kimi nəhənglə rəqabət aparmağa cəhd edirdi. Amma fəaliyyət istiqaməti dəyişdirildikdən sonra da şirkət çətin anlar yaşadı.
Dünyaca məşhur kompüter markası Microsoft Intel ilə müqavilə bağlayanda, digər istehsalçıların sadəcə olaraq heç bir şansı yox idi - Windows əməliyyat sistemi ARM prosessorları ilə işləməkdən imtina etdi. Qol arxitekturası üçün gcam emulyatorlarından istifadə etməyə necə müqavimət göstərə bilməz?! Intel-ə gəlincə, ARM Limited-in uğur dalğasını müşahidə edərək, o, həm də layiqli rəqib olacaq prosessor yaratmağa çalışdı. Bu məqsədlə Intel Atom çipi geniş ictimaiyyətin istifadəsinə verildi. Lakin bu, ARM Limited-dən daha uzun müddət çəkdi. Və çip yalnız 2011-ci ildə istehsala çıxdı, lakin qiymətli vaxt artıq itirildi.
Əslində, Intel Atom x86 arxitekturasına malik CISC prosessorudur. Mütəxəssislər ARM həlləri ilə müqayisədə daha az enerji istehlakına nail ola bildilər. Bununla belə, mobil platformalar üçün buraxılan bütün proqram təminatı x86 arxitekturasına zəif uyğunlaşdırılıb.
Nəhayət, şirkət qərarın tam böyüklüyünü qəbul etdi və sonradan mobil qurğular üçün prosessorların istehsalından imtina etdi. Intel Atom çiplərinin yeganə əsas istehsalçısı ASUS-dur. Eyni zamanda, bu prosessorlar unudulmur, netbuklar, nettoplar və digər portativ qurğular kütləvi şəkildə onlarla təchiz edilmişdir.
Bununla belə, vəziyyətin dəyişməsi və hər kəsin sevimli Windows əməliyyat sisteminin ARM mikroprosessorlarını dəstəkləməsi ehtimalı var. Bundan əlavə, bu istiqamətdə addımlar atılır, bəlkə mobil həllər üçün ARM arxitekturasında gcam emulyatorları kimi bir şey həqiqətən ortaya çıxacaq?! Kim bilir, zaman göstərəcək və hər şey öz yerinə qoyulacaq.
ARM şirkətinin inkişaf tarixində maraqlı bir məqam var (məqalənin əvvəlində bu nəzərdə tutulurdu). Bir zamanlar ARM Limited Apple-a əsaslanırdı və çox güman ki, bütün ARM texnologiyası ona məxsus olardı. Ancaq taleyi başqa cür qərar verdi - 1998-ci ildə Apple böhran içində idi və rəhbərlik öz payını satmaq məcburiyyətində qaldı. Hazırda o, digər istehsalçılarla bərabər səviyyədədir və iPhone və iPad cihazları üçün ARM Limited-dən texnologiya almaqda qalır. Hadisələrin necə olacağını kim bilə bilərdi?!
Müasir ARM prosessorları daha mürəkkəb əməliyyatları yerinə yetirməyə qadirdir. Və yaxın gələcəkdə şirkət rəhbərliyi şübhəsiz ki, maraqlandığı server bazarına daxil olmağı hədəfləyir. Üstəlik, “ağıllı” məişət texnikası da daxil olmaqla Əşyaların İnternetinin (IoT) inkişaf dövrü yaxınlaşdığı müasir dövrümüzdə biz ARM arxitekturasına malik çiplərə daha da böyük tələbatın olacağını proqnozlaşdıra bilərik.
Beləliklə, ARM Limited-i qarşıda qaranlıqdan uzaq bir gələcək gözləyir! Və çətin ki, yaxın gələcəkdə smartfonlar və digər oxşar elektron qurğular üçün prosessorların hazırlanmasında bu mobil nəhəngi, şübhəsiz ki, yerindən qoya biləcək kimsə tapılsın.
Nəticə olaraq
ARM prosessorları az enerji sərfiyyatı və çox yüksək olmasa da, yenə də yaxşı performans sayəsində mobil cihaz bazarını sürətlə ələ keçirdilər. Hazırda ARM-dəki vəziyyətə ancaq həsəd aparmaq olar. Bir çox istehsalçı onun texnologiyalarından istifadə edir ki, bu da Advanced RISC Machines-i Intel və AMD kimi prosessorların inkişafı sahəsində nəhənglərlə bərabər tutur. Və bu, şirkətin öz istehsalının olmamasına baxmayaraq.
Bir müddət mobil brendin rəqibi eyniadlı arxitekturaya malik MIPS şirkəti idi. Lakin hazırda Intel Korporasiyasının simasında hələ də yalnız bir ciddi rəqib var, baxmayaraq ki, onun rəhbərliyi qol arxitekturasının onun bazar payına təhlükə yarada biləcəyinə inanmır.
Həmçinin, Intel mütəxəssislərinin fikrincə, ARM prosessorları əməliyyat sistemlərinin masaüstü versiyalarını işlətmək iqtidarında deyil. Ancaq belə bir ifadə bir az məntiqsiz səslənir, çünki ultramobil kompüterlərin sahibləri "ağır" istifadə etmirlər. proqram təminatı. Əksər hallarda İnternetə çıxış, sənədləri redaktə etmək, media fayllarına (musiqi, filmlər) qulaq asmaq və digər sadə tapşırıqlar lazımdır. Və ARM həlləri bu cür əməliyyatların öhdəsindən yaxşı gəlir.
Mobil texnologiyalarla maraqlanan hər kəs, şübhəsiz ki, ARM adını eşitmişdir. Çoxları bu abbreviaturanı smartfon və planşetlər üçün prosessor növü kimi başa düşür, digərləri bunun ümumiyyətlə prosessor olmadığını, onun arxitekturası olduğunu aydınlaşdırır. Və əlbəttə ki, az adam ARM-in yaranma tarixini araşdırdı. Bu yazıda biz bütün bu nüansları anlamağa çalışacağıq və müasir gadgetların niyə ARM prosessorlarına ehtiyacı olduğunu sizə xəbər verəcəyik.
Tarixə qısa ekskursiya
“ARM” üçün axtarış etdiyiniz zaman, Vikipediya bu abbreviatura üçün iki məna verir: Acorn RISC Machine və Advanced RISC Machines. Sıra ilə başlayaq. 1980-ci illərdə Böyük Britaniyada fəaliyyətə yaratmaqla başlayan Acorn Computers şirkəti yaradılmışdır fərdi kompüterlər. O dövrdə Acorn həm də "İngilis Alması" adlanırdı. Şirkət üçün həlledici dövr 80-ci illərin sonu idi, onun baş mühəndisi iki yerli universitet məzununun həllindən istifadə etdi. yeni növ azaldılmış təlimat dəsti (RISC) prosessor arxitekturası. Acorn Risc Machine prosessoruna əsaslanan ilk kompüter belə ortaya çıxdı. Uğur özünü çox gözlətmədi. 1990-cı ildə ingilislər Apple ilə müqavilə bağladılar və tezliklə çipsetin yeni versiyası üzərində işə başladılar. İnkişaf qrupu nəhayət prosessordan ilhamlanaraq Advanced RISC Machines adlı bir şirkət yaratdı. Yeni arxitekturaya malik çiplər həmçinin Advanced Risc Machine və ya qısaca ARM kimi tanındı.1998-ci ildən Advanced Risc Machine ARM Limited kimi tanınmağa başladı. Hazırda şirkət öz prosessorlarının istehsalı və satışı ilə məşğul deyil. ARM Limited-in əsas və yeganə fəaliyyəti texnologiyaların inkişafı və ARM arxitekturasından istifadə etmək üçün müxtəlif şirkətlərə lisenziyaların satışıdır. Bəzi istehsalçılar hazır nüvələr üçün lisenziya alır, digərləri öz nüvələri ilə prosessorlar istehsal etmək üçün sözdə "memarlıq lisenziyası" alırlar. Belə şirkətlər arasında Apple, Samsung, Qualcomm, nVidia, HiSilicon və s. Bəzi məlumatlara görə, ARM Limited hər bir belə prosessordan 0,067 dollar qazanır. Bu rəqəm həm orta, həm də köhnəlmişdir. Hər il çipsetlərdə getdikcə daha çox nüvə var və yeni çoxnüvəli prosessorlar köhnəlmiş modelləri dəyərinə görə üstələyir.
ARM çiplərinin texniki xüsusiyyətləri
Müasir prosessor arxitekturasının iki növü var: CISC(Kompleks Təlimatlar Dəstinin Hesablanması) və RISC(Azaldılmış Təlimat Setinin Hesablanması). CISC arxitekturasına x86 prosessor ailəsi (Intel və AMD), RISC arxitekturasına isə ARM ailəsi daxildir. RISC və CISC və müvafiq olaraq ARM-dən x86 arasındakı əsas formal fərq RISC prosessorlarında istifadə olunan azaldılmış təlimat dəstidir. Məsələn, CISC arxitekturasındakı hər bir təlimat bir neçə RISC təlimatına çevrilir. Bundan əlavə, RISC prosessorları daha az tranzistordan istifadə edir və beləliklə, daha az enerji sərf edirlər.ARM prosessorlarının əsas prioriteti performansın enerji istehlakına nisbətidir. ARM x86-dan daha yüksək performansa malikdir. Siz lazım olan gücü 24 x86 nüvədən və ya yüzlərlə kiçik, aşağı güclü ARM nüvələrindən əldə edə bilərsiniz. Əlbəttə ki, hətta ARM arxitekturasına əsaslanan ən güclü prosessorlardan biri də güc baxımından heç vaxt müqayisə oluna bilməz Intel Core i7. Ancaq eyni Intel Core i7 aktiv soyutma sisteminə ehtiyac duyur və heç vaxt telefon qutusuna sığmayacaq. Burada ARM-in rəqabəti yoxdur. Bir tərəfdən, bu, min x86 prosessoru əvəzinə milyon ARM prosessorundan istifadə edərək superkompüter qurmaq üçün cəlbedici variant kimi görünür. Digər tərəfdən, iki arxitektura birmənalı şəkildə müqayisə edilə bilməz. Bəzi mənalarda ARM-in üstünlüyü, digərlərində isə x86-nın üstünlüyü olacaq.
Bununla belə, ARM arxitekturasının çip prosessorlarını çağırmaq tamamilə düzgün deyil. Bir neçə prosessor nüvəsinə əlavə olaraq, onlara digər komponentlər də daxildir. Ən uyğun termin "tək çip" və ya "çip üzərində sistem" (SoC) olardı. Mobil qurğular üçün müasir tək çipli sistemlərə RAM nəzarətçisi, qrafik sürətləndirici, video dekoder, audio kodek və simsiz rabitə modulları daxildir. Daha əvvəl qeyd edildiyi kimi, fərdi çipset komponentləri üçüncü tərəf istehsalçıları tərəfindən hazırlana bilər. Bunun ən parlaq nümunəsi, ARM Limited (Mali qrafikası) ilə yanaşı, Qualcomm (Adreno), NVIDIA (GeForce ULP) və Imagination Technologies (PowerVR) tərəfindən hazırlanmış qrafik nüvələridir.
Praktikada belə görünür. Ən çox büdcəli Android mobil cihazları şirkət tərəfindən istehsal olunan çipsetlərlə gəlir MediaTek, demək olar ki, həmişə ARM Limited-in təlimatlarına əməl edir və onları Cortex-A nüvələri və Mali qrafikası (daha az PowerVR) ilə tamamlayır.
A-brendləri tez-tez flaqman cihazları üçün istehsal edilmiş çipsetlərdən istifadə edirlər Qualcomm. Yeri gəlmişkən, ən son Qualcomm Snapdragon çipləri (,) mərkəzi prosessor üçün tamamilə fərdi Kryo nüvələri və qrafik sürətləndirici üçün Adreno ilə təchiz edilmişdir.
Haqqında alma, sonra iPhone və iPad üçün şirkət üçüncü tərəf şirkətləri tərəfindən istehsal olunan PowerVR qrafik sürətləndiricisi ilə öz A seriyalı çiplərindən istifadə edir. Beləliklə, o, 64 bitlik dördnüvəli A10 Fusion prosessoruna və PowerVR GT7600 qrafik prosessoruna malikdir.
Yazı zamanı prosessorlar ailəsinin arxitekturası aktual hesab olunur ARMv8. O, 64 bitlik təlimat dəstindən istifadə edən və 4 GB-dan çox RAM üçün dəstəkləyən ilk idi. ARMv8 arxitekturası 32-bit proqramlarla geriyə uyğundur. ARM Limited tərəfindən hazırlanmış ən səmərəli və ən güclü prosessor nüvəsi hazırdadır Korteks-A73, və əksər SoC istehsalçıları onu dəyişmədən istifadə edirlər.
Cortex-A73 Cortex-A72-dən 30% daha yüksək performans təmin edir və ARMv8 arxitekturasının bütün spektrini dəstəkləyir. Maksimum prosessor nüvəsinin tezliyi 2,8 GHz-dir.
ARM-dən istifadə sahəsi
ARM-in ən böyük şöhrəti mobil cihazların inkişafı ilə bağlıdır. Smartfonların və digər portativ avadanlıqların kütləvi istehsalı ərəfəsində enerjiyə qənaət edən prosessorlar işə yaradı. ARM Limited-in inkişafı 2007-ci ildə Britaniya şirkəti Apple ilə tərəfdaşlığını yenilədikdə kulminasiya nöqtəsinə çatdı və bir müddət sonra Cupertino komandası ARM arxitekturasına əsaslanan prosessorlu ilk iPhone-u təqdim etdi. Sonradan ARM arxitekturasına əsaslanan tək çipli sistem bazarda demək olar ki, bütün smartfonların dəyişməz komponentinə çevrildi.
ARM Limited-in portfeli təkcə Cortex-A ailəsinin nüvələri ilə məhdudlaşmır. Əslində, Cortex markası altında A, R, M hərfləri ilə təyin olunan üç seriyalı prosessor nüvəsi var. Core ailəsi Korteks-A, artıq bildiyimiz kimi, ən güclüdür. Onlar əsasən smartfonlarda, planşetlərdə, televizor pristavkalarında, peyk qəbuledicilərində, avtomobil sistemlərində və robot texnikasında istifadə olunur. Prosessor nüvələri Korteks-R real vaxt rejimində yüksək performanslı tapşırıqları yerinə yetirmək üçün optimallaşdırılmışdır, buna görə də belə çiplər tibbi avadanlıqlarda, avtonom təhlükəsizlik sistemlərində və saxlama mühitində tapılır. Ailənin əsas vəzifəsi Korteks-M sadəliyi və aşağı qiymətidir. Texniki cəhətdən bunlar ən zəif prosessor nüvələridir və ən az enerji sərfiyyatına malikdir. Bu cür nüvələrə əsaslanan prosessorlar, demək olar ki, hər yerdə istifadə olunur, burada bir cihazdan minimum güc və aşağı qiymət tələb olunur: sensorlar, nəzarətçilər, həyəcan siqnalları, displeylər, ağıllı saat və digər avadanlıqlar.
Ümumiyyətlə, CPU tələb edən kiçikdən böyüyə qədər müasir qurğuların əksəriyyəti ARM çiplərindən istifadə edir. Böyük bir artı, ARM arxitekturasının Linux platformasında (Android və Chrome OS daxil olmaqla), iOS və Windows (Windows Phone) platformasında bir çox əməliyyat sistemləri tərəfindən dəstəklənməsidir.
Bazar rəqabəti və gələcək perspektivlər
Etiraf etmək lazımdır ki, hazırda ARM-in ciddi rəqibləri yoxdur. Və ümumiyyətlə, bu, ARM Limited-in müəyyən bir zamanda etdiyi ilə bağlıdır düzgün seçim. Ancaq səyahətinin lap əvvəlində şirkət fərdi kompüterlər üçün prosessorlar istehsal etdi və hətta Intel ilə rəqabət aparmağa çalışdı. ARM Limited fəaliyyət istiqamətini dəyişdikdən sonra onun da çətin anlar yaşayıb. Sonra Microsoft tərəfindən təmsil olunan proqram təminatı inhisarçısı, Intel ilə tərəfdaşlıq müqaviləsi bağlayaraq, ARM Limited də daxil olmaqla digər istehsalçılar üçün heç bir şans buraxmadı - Windows OS sadəcə ARM prosessorları olan sistemlərdə işləmədi. Nə qədər paradoksal səslənsə də, indi vəziyyət kəskin şəkildə dəyişə bilər və Windows OS bu arxitekturada prosessorları dəstəkləməyə hazırdır.
ARM çiplərinin uğurundan sonra Intel rəqabətədavamlı prosessor yaratmağa cəhd etdi və çiplə bazara girdi. Intel Atom. Bunu etmək ARM Limited-dən daha çox vaxt apardı. Çipset 2011-ci ildə istehsala girdi, lakin, necə deyərlər, qatar artıq getdi. Intel Atom x86 arxitekturasına malik CISC prosessorudur. Şirkətin mühəndisləri ARM ilə müqayisədə daha az enerji sərfiyyatına nail olublar, lakin hazırda müxtəlif mobil proqram təminatı x86 arxitekturasına zəif uyğunlaşmaya malikdir.
Keçən il Intel mobil sistemlərin gələcək inkişafı ilə bağlı bir neçə əsas qərardan imtina etdi. Əsasən mobil cihazlar üçün bir şirkət, çünki onlar gəlirsiz hala gəldi. Smartfonlarını Intel Atom çipsetləri ilə təchiz edən yeganə əsas istehsalçı ASUS idi. Bununla belə, Intel Atom hələ də netbuklar, nettoplar və digər portativ cihazlarda geniş istifadə olunurdu.
ARM Limited-in bazardakı mövqeyi unikaldır. Hal-hazırda, demək olar ki, bütün istehsalçılar onun inkişaflarından istifadə edirlər. Lakin şirkətin öz zavodları yoxdur. Bu, onun Intel və AMD ilə bərabər dayanmasına mane olmur. ARM-in tarixinə daha bir maraqlı fakt daxildir. Ola bilsin ki, indi ARM texnologiyası ARM Limited-in formalaşmasının mərkəzində dayanan Apple-a aid ola bilər. Qəribədir ki, 1998-ci ildə böhran dövrünü yaşayan Kupertino sakinləri öz paylarını satdılar. İndi Apple digər şirkətlərlə birlikdə iPhone və iPad-də istifadə olunan ARM prosessorları üçün lisenziya almağa məcburdur.
İndiki vaxtda ARM prosessorları ciddi vəzifələri yerinə yetirməyə qadirdir. Yaxın gələcəkdə onlar serverlərdə istifadə olunacaq, xüsusən də Facebook və PayPal-ın məlumat mərkəzlərində artıq belə həllər var. Əşyaların İnterneti (IoT) və ağıllı ev cihazlarının inkişafı dövründə ARM çiplərinə tələbat daha da artdı. Beləliklə, ARM üçün ən maraqlı şeylər hələ qarşıdadır.
Müasir qadcetlərin böyük əksəriyyəti eyniadlı ARM Limited şirkəti tərəfindən hazırlanmış ARM arxitekturasına əsaslanan prosessorlardan istifadə edir. Maraqlıdır ki, şirkət prosessorları özü istehsal etmir, yalnız öz texnologiyalarını üçüncü tərəf çip istehsalçılarına lisenziyalaşdırır. Bundan əlavə, şirkət Cortex prosessor nüvələrini və Mali qrafik sürətləndiricilərini də inkişaf etdirir, biz bu materialda mütləq toxunacağıq.
ARM Limited
ARM şirkəti, əslində, öz sahəsində monopolistdir və müxtəlif mobil əməliyyat sistemlərindəki müasir smartfon və planşetlərin böyük əksəriyyəti ARM arxitekturasına əsaslanan prosessorlardan istifadə edir. Çip istehsalçıları ARM-dən fərdi nüvələrə, təlimat dəstlərinə və əlaqəli texnologiyalara lisenziya verir və lisenziyaların qiyməti prosessor nüvələrinin növündən asılı olaraq əhəmiyyətli dərəcədə dəyişir (bu, aşağı güclü büdcə həllərindən ən müasir dörd nüvəli və hətta səkkiz nüvəyə qədər dəyişə bilər. çiplər) və əlavə komponentlər. ARM Limited-in 2006-cı il üzrə illik qazanc hesabatı təxminən 2,5 milyard prosessorun lisenziyalaşdırılmasından 161 milyon dollar gəlir göstərdi (2011-ci ildə 7,9 milyard idi), bu da hər çip üçün təxminən 0,067 dollar deməkdir. Bununla belə, yuxarıda qeyd olunan səbəbə görə, müxtəlif lisenziyaların qiymət fərqinə görə bu, çox orta rəqəmdir və o vaxtdan şirkətin mənfəəti dəfələrlə artmalı idi.
Hazırda ARM prosessorları çox geniş yayılmışdır. Bu arxitekturaya əsaslanan çiplər hər yerdə, o cümlədən serverlərdə istifadə olunur, lakin çox vaxt ARM-ni bərk disklər üçün nəzarətçilərdən tutmuş müasir smartfonlara, planşetlərə və digər qadcetlərə qədər quraşdırılmış və mobil sistemlərdə tapmaq olar.
Korteks nüvələri
ARM müxtəlif vəzifələr üçün istifadə olunan bir neçə nüvə ailəsi hazırlayır. Məsələn, Cortex-Mx və Cortex-Rx əsasında prosessorlar (burada “x” dəqiq əsas nömrəni göstərən rəqəm və ya rəqəmdir) quraşdırılmış sistemlərdə və hətta marşrutlaşdırıcılar və ya printerlər kimi istehlakçı cihazlarında istifadə olunur.
Biz onların üzərində ətraflı dayanmayacağıq, çünki bizi ilk növbədə Cortex-Ax ailəsi maraqlandırır - belə nüvəli çiplər ən məhsuldar cihazlarda, o cümlədən smartfonlar, planşetlər və oyun konsollarında istifadə olunur. ARM daim Cortex-Axe xəttindən yeni nüvələr üzərində işləyir, lakin bu məqaləni yazarkən smartfonlarda aşağıdakılar istifadə olunur:
Rəqəm nə qədər yüksəkdirsə, prosessorun performansı bir o qədər yüksəkdir və müvafiq olaraq, istifadə olunduğu cihazlar sinfi daha bahalıdır. Bununla belə, qeyd etmək lazımdır ki, bu qayda həmişə müşahidə olunmur: məsələn, Cortex-A7 nüvələrinə əsaslanan çiplər Cortex-A8 əsaslı çiplərdən daha yüksək performansa malikdir. Bununla belə, Cortex-A5 əsaslı prosessorlar artıq demək olar ki, köhnəlmiş hesab olunursa və müasir cihazlarda demək olar ki, istifadə edilmirsə, Cortex-A15 əsasında CPU-lar flaqman kommunikatorlarda və planşetlərdə tapıla bilər. Bir müddət əvvəl ARM rəsmi olaraq ARM big.LITTLE texnologiyasından istifadə edərək bir çipdə birləşdiriləcək və ARMv8-i dəstəkləyəcək yeni, daha güclü və eyni zamanda enerjiyə qənaət edən Cortex-A53 və Cortex-A57 nüvələrinin işlənib hazırlandığını elan etdi. təlimat dəsti (“arxitektura versiyası”), lakin onlar hazırda əsas istehlakçı cihazlarında istifadə edilmir. Əksər Cortex nüvəli çiplər çox nüvəli ola bilər və dördnüvəli prosessorlar günümüzün yüksək səviyyəli smartfonlarında geniş yayılmışdır.
Böyük smartfon və planşet istehsalçıları adətən Qualcomm kimi tanınmış çip istehsalçılarının prosessorlarından və ya artıq kifayət qədər populyarlaşan öz həllərindən istifadə edirlər (məsələn, Samsung və onun Exynos çipsetləri ailəsi), lakin əksər gadgetların texniki xüsusiyyətləri arasında kiçik şirkətlər Siz tez-tez "1 GHz Cortex-A7 prosessoru" və ya "1 GHz iki nüvəli Cortex-A7" kimi təsvirləri tapa bilərsiniz. orta istifadəçi üçün heç nə deməyəcək. Bu cür nüvələr arasındakı fərqlərin nə olduğunu başa düşmək üçün əsas olanlara diqqət yetirək.
Cortex-A5 nüvəsi ən çox büdcə cihazları üçün ucuz prosessorlarda istifadə olunur. Bu cür cihazlar yalnız məhdud sayda tapşırıqları yerinə yetirmək və sadə tətbiqləri işə salmaq üçün nəzərdə tutulub, lakin ümumiyyətlə resurs tələb edən proqramlar və xüsusən də oyunlar üçün nəzərdə tutulmayıb. Cortex-A5 prosessorlu gadget nümunəsi, 1,2 GHz tezliyində iki Cortex-A5 nüvəsi olan Qualcomm Snapdragon S4 Play MSM8225 çipini alan Highscreen Blast-dır.
Cortex-A7 prosessorları Cortex-A5 çiplərindən daha güclüdür və eyni zamanda daha çox yayılmışdır. Belə çiplər 28 nanometrlik proses texnologiyasından istifadə etməklə istehsal olunur və 4 meqabayta qədər böyük ikinci səviyyəli yaddaş yaddaşına malikdir. Cortex-A7 nüvələri əsasən büdcə smartfonlarında və iconBIT Mercury Quad kimi aşağı qiymətli orta seqmentli cihazlarda, həmçinin istisna olaraq Exynos 5 Octa prosessorlu Samsung Galaxy S IV GT-i9500-də tapılır - bu çipsetdən istifadə edir. tələb olunmayan işləri yerinə yetirərkən enerjiyə qənaət edən texnologiya.dördnüvəli Cortex-A7 prosessoru.
Cortex-A8 nüvəsi qonşuları olan Cortex-A7 və Cortex-A9 kimi geniş yayılmayıb, lakin hələ də müxtəlif giriş səviyyəli qadcetlərdə istifadə olunur. Cortex-A8 çiplərinin işləmə sürəti 600 MHz-dən 1 GHz-ə qədər dəyişə bilər, lakin bəzən istehsalçılar prosessorları daha yüksək tezliklərə aşırdırlar. Cortex-A8 nüvəsinin bir xüsusiyyəti çox nüvəli konfiqurasiyalara dəstəyin olmamasıdır (yəni bu nüvələrdəki prosessorlar yalnız bir nüvəli ola bilər) və onlar artıq hesab edilən 65 nanometrlik proses texnologiyasından istifadə etməklə həyata keçirilir. köhnəlmiş.
Сortex-A9
Bir neçə il əvvəl Cortex-A9 nüvələri ən yaxşı həll yolu hesab olunurdu və Nvidia Tegra 2 və Texas Instruments OMAP4 kimi həm ənənəvi tək nüvəli, həm də daha güclü iki nüvəli çiplərdə istifadə olunurdu. Hazırda 40 nanometrlik proses texnologiyası ilə hazırlanmış Cortex-A9 prosessorları populyarlığını itirmir və bir çox orta seqmentli smartfonlarda istifadə olunur. Belə prosessorların işləmə tezliyi 1-dən 2-ə qədər və ya daha çox gigahertz ola bilər, lakin adətən 1,2-1,5 GHz ilə məhdudlaşır.
2013-cü ilin iyununda ARM rəsmi olaraq yeni 28 nanometrlik proses texnologiyasından istifadə etməklə istehsal olunan və orta seqment smartfonlarda Cortex-A9 nüvələrini əvəz etmək üçün nəzərdə tutulmuş Cortex-A12 nüvəsini təqdim etdi. Tərtibatçı Cortex-A9 ilə müqayisədə performansda 40% artım vəd edir və bundan əlavə, Cortex-A12 nüvələri enerjiyə qənaət edən Cortex-A7 ilə birlikdə ARM big.LITTLE arxitekturasında məhsuldar kimi iştirak edə biləcək, bu da imkan verəcəkdir. istehsalçıları ucuz səkkiz nüvəli çiplər yaratmaq. Düzdür, yazı yazarkən bütün bunlar yalnız planlardadır və Cortex-A12 çiplərinin kütləvi istehsalı hələ qurulmayıb, baxmayaraq ki, RockChip artıq dördnüvəli Cortex-A12 prosessorunu buraxmaq niyyətini açıqlayıb. 1.8 GHz.
2013-cü ildən etibarən Cortex-A15 nüvəsi və onun törəmələri ən yaxşı həll yoludur və müxtəlif istehsalçıların flaqman kommunikator çiplərində istifadə olunur. 28 nm proses texnologiyasından istifadə edərək və Cortex-A15 əsasında hazırlanmış yeni prosessorlar arasında Samsung Exynos 5 Octa və Nvidia Tegra 4 var və bu nüvə tez-tez digər istehsalçıların modifikasiyası üçün platforma rolunu oynayır. Məsələn, Apple-ın ən son A6X prosessoru Cortex-A15-in modifikasiyası olan Swift nüvələrindən istifadə edir. Cortex-A15 əsasında hazırlanmış çiplər 1,5-2,5 GHz tezliyində işləməyə qadirdir və bir çox üçüncü tərəf standartlarına dəstək və 1 TB-a qədər fiziki yaddaşa müraciət etmək imkanı bu cür prosessorları kompüterlərdə istifadə etməyə imkan verir (necə Bank Raspberry Pi kartının ölçüsündə mini-kompüteri xatırlamaq olmaz).
Cortex-A50 seriyası
2013-cü ilin birinci yarısında ARM Cortex-A50 seriyası adlı yeni çiplər xəttini təqdim etdi. Bu xəttin nüvələri uyğun olaraq ediləcək yeni versiya arxitektura, ARMv8 və yeni təlimat dəstlərini dəstəkləyir və həmçinin 64-bit olacaq. Yeni bit dərinliyinə keçid mobil əməliyyat sistemlərinin və proqramların optimallaşdırılmasını tələb edəcək, lakin təbii ki, on minlərlə 32 bitlik proqramlar üçün dəstək qalacaq. 64 bitlik arxitekturaya ilk keçən şirkət Apple oldu. Ən son cihazlarşirkətlər, məsələn, iPhone 5S, məhz belə bir ARM prosessoru olan Apple A7-də işləyirlər. Qeyd edək ki, o, Cortex nüvələrindən istifadə etmir - onlar istehsalçının Swift adlı öz nüvələri ilə əvəz olunur. 64 bitlik prosessorlara keçmək ehtiyacının aşkar səbəblərindən biri 4 GB-dan çox RAM-ın dəstəklənməsi və əlavə olaraq hesablama zamanı daha böyük rəqəmləri idarə etmək qabiliyyətidir. Əlbəttə ki, bu, ilk növbədə, serverlər və fərdi kompüterlər üçün aktualdır, lakin bir neçə ildən sonra bu qədər operativ yaddaşa malik smartfon və planşetlər bazarda görünsə, təəccüblənməyəcəyik. Bu günə qədər yeni arxitekturada çiplər və onlardan istifadə edən smartfonlar istehsal etmək planları haqqında heç nə məlum deyil, lakin çox güman ki, Samsung-un artıq elan etdiyi kimi flaqmanlar məhz bu prosessorları 2014-cü ildə alacaqlar.
Seriya Cortex-A9-un birbaşa “varisi” olacaq Cortex-A53 nüvəsi ilə açılır. Cortex-A53-ə əsaslanan prosessorlar performans baxımından Cortex-A9-a əsaslanan çiplərdən nəzərəçarpacaq dərəcədə üstündür, lakin eyni zamanda aşağı enerji istehlakını saxlayır. Belə prosessorlar həm fərdi, həm də Cortex-A57 prosessoru ilə eyni çipsetdə birləşdirilən ARM big.LITTLE konfiqurasiyasında istifadə edilə bilər.
Performans Cortex-A53, Cortex-A57
20 nanometrlik proses texnologiyasından istifadə edilməklə istehsal olunacaq Cortex-A57 prosessorları yaxın gələcəkdə ən güclü ARM prosessorlarına çevrilməlidir. Yeni nüvə öz sələfi Cortex-A15-dən müxtəlif performans parametrlərinə görə xeyli üstündür (yuxarıda müqayisəyə baxa bilərsiniz) və PC bazarını ciddi şəkildə hədəfləyən ARM-ə görə, adi kompüterlər üçün sərfəli həll olacaq. (noutbuklar daxil olmaqla), təkcə mobil cihazlar deyil.
QOL böyük.Kiçik
Müasir prosessorların enerji sərfiyyatı probleminin yüksək texnoloji həlli kimi ARM mahiyyəti müxtəlif növ nüvələri, adətən eyni sayda enerjiyə qənaət edən və yüksək məhsuldarlığı bir çipdə birləşdirməkdən ibarət olan big.LITTLE texnologiyasını təklif edir. olanlar.
Müxtəlif növ nüvələri bir çipdə idarə etmək üçün üç sxem var: big.LITTLE (klasterlər arasında miqrasiya), big.LITTLE IKS (nüvələr arasında miqrasiya) və big.LITTLE MP (heterogen multiprocessing).
big.LITTLE (klasterlər arasında miqrasiya)
ARM big.LITTLE arxitekturasına əsaslanan ilk çipset Samsung Exynos 5 Octa prosessoru idi. O, orijinal big.LITTLE “4+4” sxemindən istifadə edir ki, bu da resurs tutumlu proqramlar və oyunlar üçün dörd yüksək məhsuldarlıqlı Cortex-A15 nüvəsini və dörd enerjini bir çipdə iki klasterə (sxemin adı belədir) birləşdirmək deməkdir. əksər proqramlarla gündəlik iş üçün Cortex-A7 nüvələrinə qənaət edir və eyni vaxtda yalnız bir növ nüvə işləyə bilər. Nüvə qrupları arasında keçid demək olar ki, dərhal və tam avtomatik rejimdə istifadəçi tərəfindən fərq edilmədən baş verir.
big.LITTLE IKS (nüvələr arasında miqrasiya)
Big.LITTLE arxitekturasının daha mürəkkəb tətbiqi nüvə tərəfindən idarə olunan bir neçə real nüvənin (adətən iki) bir virtual birinə birləşməsidir. əməliyyat sistemi, hansı nüvələrin istifadə ediləcəyinə qərar verən - enerjiyə qənaət edən və ya məhsuldar. Əlbəttə ki, bir neçə virtual nüvə də var - təsvirdə dörd virtual nüvənin hər birində bir Cortex-A7 və Cortex-A15 nüvəsi olan IKS sxeminin nümunəsi göstərilir.
big.LITTLE MP (heterojen multiprocessing)
Big.LITTLE MP sxemi ən "qabaqcıl"dır - onda hər bir nüvə müstəqildir və lazım olduqda OS nüvəsi tərəfindən işə salına bilər. Bu o deməkdir ki, ARM big.LITTLE MP arxitekturasında qurulmuş çipsetdə dörd Cortex-A7 nüvəsi və eyni sayda Cortex-A15 nüvəsi istifadə olunarsa, 8 nüvənin hamısı eyni vaxtda işləyə bilər, baxmayaraq ki, fərqli növlər. Bu tip ilk prosessorlardan biri Mediatek-dən səkkiz nüvəli çip idi - MT6592, 2 GHz takt tezliyində işləyə bilər, həmçinin UltraHD qətnaməsində video yaza və oynaya bilər.
Gələcək
Hazırda mövcud olan məlumata görə, yaxın gələcəkdə ARM digər şirkətlərlə birlikdə yeni Cortex-A53 və Cortex-A57 nüvələrindən istifadə edəcək növbəti nəsil big.LITTLE çiplərini buraxmağı planlaşdırır. Bundan əlavə, Çin istehsalçısı MediaTek “2+2” sxemi üzrə işləyəcək, yəni iki nüvəli iki qrupdan istifadə edəcək ARM big.LITTLE əsasında büdcə prosessorları istehsal edəcək.
Mali qrafik sürətləndiriciləri
Prosessorlarla yanaşı, ARM Mali ailəsinin qrafik sürətləndiricilərini də hazırlayır. Prosessorlar kimi, qrafik sürətləndiricilər də bir çox parametrlərlə xarakterizə olunur, məsələn, anti-aliasing səviyyəsi, avtobus interfeysi, keş (işləmə sürətini artırmaq üçün istifadə olunan ultra sürətli yaddaş) və "qrafik nüvələrin" sayı (baxmayaraq ki, yazdığımız kimi. əvvəlki məqalədə bu göstərici, CPU-nu təsvir etmək üçün istifadə olunan terminlə oxşarlığa baxmayaraq, iki GPU-nu müqayisə edərkən performansa praktiki olaraq heç bir təsir göstərmir).
İlk ARM qrafik sürətləndiricisi, LG Renoir sensor telefonunda (bəli, ən çox yayılmış cib telefonu) istifadə edilən, indi istifadə olunmayan Mali 55 idi. GPU oyunlarda istifadə edilmirdi - yalnız interfeysi göstərmək üçün və bugünkü standartlara görə primitiv xüsusiyyətlərə malik idi, lakin Mali seriyasının "əcdadı" oldu.
O vaxtdan bəri irəliləyiş uzun bir yol keçmişdir və hazırda dəstəklənən API-lər və oyun standartları böyük əhəmiyyət kəsb edir. Məsələn, OpenGL ES 3.0 dəstəyi indi yalnız Qualcomm Snapdragon 600 və 800 kimi ən güclü prosessorlarda elan edilir və ARM məhsulları haqqında danışsaq, standart Mali-T604 kimi sürətləndiricilər tərəfindən dəstəklənir (bu, ilk idi) Yeni Midgard mikroarxitekturasında hazırlanmış ARM GPU), Mali-T624, Mali-T628, Mali-T678 və xüsusiyyətlərinə görə oxşar bəzi digər çiplər. Bu və ya digər GPU, bir qayda olaraq, nüvə ilə sıx bağlıdır, lakin buna baxmayaraq, ayrıca göstərilmişdir, yəni oyunlarda qrafikanın keyfiyyəti sizin üçün vacibdirsə, o zaman proqramın adına baxmaq mənasızdır. smartfon və ya planşetin texniki xüsusiyyətlərində sürətləndirici.
ARM, həmçinin orta seqment smartfonlar üçün qrafik sürətləndiricilərə malikdir, bunlardan ən çox yayılmışları nisbətən aşağı performans və məhdud API və dəstəklənən standartlar dəsti ilə böyük qardaşlarından fərqlənən Mali-400 MP və Mali-450 MP-dir. Buna baxmayaraq, bu GPU-lar yeni smartfonlarda, məsələn, səkkiz nüvəli MTK6592 prosessoruna əlavə olaraq Mali-450 MP4 qrafik sürətləndiricisini (Mali-450 MP-nin təkmilləşdirilmiş modifikasiyası) almış Zopo ZP998-də istifadə olunmağa davam edir.
Ehtimallara görə, ən son ARM qrafik sürətləndiricilərinə malik smartfonlar 2014-cü ilin sonunda peyda olmalıdır: 2013-cü ilin oktyabrında təqdim edilmiş Mali-T720, Mali-T760 və Mali-T760 MP. Mali-T720 aşağı qiymətli smartfonlar üçün yeni GPU və Open GL ES 3.0-ı dəstəkləyən bu seqmentdə ilk GPU olacaq. Mali-T760, öz növbəsində, ən güclü mobil qrafik sürətləndiricilərindən birinə çevriləcək: göstərilən xüsusiyyətlərə görə, GPU 16 hesablama nüvəsinə malikdir və həqiqətən böyük hesablama gücünə malikdir, 326 Gflops, lakin eyni zamanda, dörd dəfə. yuxarıda qeyd olunan Mali-T604-dən daha az enerji istehlakı.
ARM-dən CPU və GPU-ların bazarda rolu
ARM-in eyniadlı arxitekturanın müəllifi və tərtibçisi olmasına baxmayaraq, təkrar edirik ki, hazırda mobil prosessorların böyük əksəriyyətində istifadə olunur, onun nüvələr və qrafik sürətləndiricilər şəklində həlləri əsas smartfonlar tərəfindən populyar deyil. istehsalçılar. Məsələn, Android OS-də flaqman kommunikatorların Krait nüvəli Snapdragon prosessoruna və Qualcomm-dan Adreno qrafik sürətləndiricisinə sahib olması düzgün hesab olunur; eyni şirkətin çipsetləri Windows Phone-da smartfonlarda istifadə olunur və bəzi gadget istehsalçıları, məsələn, Apple, öz nüvələrini inkişaf etdirir. Bu vəziyyət niyə hazırda mövcuddur?
Bəlkə də bəzi səbəblər daha dərin ola bilər, lakin onlardan biri digər şirkətlərin məhsulları arasında ARM-dən olan CPU və GPU-ların dəqiq yerləşdirilməsinin olmamasıdır, bunun nəticəsində şirkətin inkişafları B-də istifadə üçün əsas komponentlər kimi qəbul edilir. -brend cihazlar, ucuz smartfonlar və daha yetkin həllərin yaradılması. Məsələn, Qualcomm demək olar ki, hər təqdimatda təkrar edir ki, yeni prosessorlar yaratarkən onun əsas məqsədlərindən biri enerji istehlakını azaltmaqdır və onun dəyişdirilmiş Cortex nüvələri olan Krait nüvələri ardıcıl olaraq daha yüksək performans nəticələri göstərir. Bənzər bir ifadə oyunlara yönəlmiş Nvidia çipsetləri üçün də keçərlidir, lakin Samsung-dan Exynos prosessorlarına və Apple-dan A seriyasına gəldikdə, eyni şirkətlərin smartfonlarında quraşdırıldığı üçün onların öz bazarı var.
Yuxarıda göstərilənlər ARM-in inkişafının üçüncü tərəf şirkətlərinin prosessorları və nüvələrindən əhəmiyyətli dərəcədə pis olduğunu ifadə etmir, lakin bazarda rəqabət son nəticədə yalnız smartfon alıcılarına fayda gətirir. Deyə bilərik ki, ARM bəzi blanklar təklif edir, lisenziya almaqla istehsalçılar onları müstəqil şəkildə dəyişdirə bilərlər.
Nəticə
ARM arxitekturasına əsaslanan mikroprosessorlar aşağı enerji sərfiyyatı və nisbətən yüksək hesablama gücü sayəsində mobil qurğular bazarını uğurla fəth etdilər. Əvvəllər digər RISC arxitekturaları ARM ilə rəqabət aparırdı, məsələn, MIPS, lakin indi onun yalnız bir ciddi rəqibi qalıb - x86 arxitekturasına malik Intel, yeri gəlmişkən, bazar payı uğrunda fəal mübarizə aparsa da, hələ də qəbul edilmir. istər istehlakçılar, istərsə də əksər istehsalçılar tərəfindən, xüsusən ona əsaslanan flaqmanların virtual olmaması nəzərə alınmaqla (Lenovo K900 artıq ARM prosessorlarında ən son səviyyəli smartfonlarla rəqabət apara bilməz).
Necə düşünürsünüz, kimsə ARM-i əvəz edə biləcəkmi və bu şirkətin və onun arxitekturasının gələcəyi necə olacaq?
Kompüter dünyası sürətlə dəyişir. Masaüstü kompüterlər noutbukların satış reytinqində birinci yeri itiriblər və onlar bazarı planşet və digər mobil cihazlara vermək üzrədir. 10 il əvvəl biz təmiz megahertz, həqiqi güc və performansı qiymətləndirirdik. İndi bazarı fəth etmək üçün prosessor təkcə sürətli deyil, həm də qənaətcil olmalıdır. Bir çox insanlar ARM-in 21-ci əsrin memarlığı olduğuna inanırlar. Belədir?
Yeni - yaxşı unudulmuş köhnə
Jurnalistlər, ARM PR adamlarının ardınca, tez-tez bu arxitekturanı boz saçlı x86-nı basdırmalı olan tamamilə yeni bir şey kimi təqdim edirlər.
Əslində, noutbuklarda və masaüstü kompüterlərdə quraşdırılmış Intel, AMD və VIA prosessorlarının qurulduğu ARM və x86, demək olar ki, eyni yaşdadır. İlk x86 çipi 1978-ci ildə buraxıldı. ARM layihəsi rəsmi olaraq 1983-cü ildə başlamışdır, lakin x86-nın yaradılması ilə demək olar ki, eyni vaxtda həyata keçirilən inkişaflara əsaslanırdı.
İlk ARM-lər öz zərifliyi ilə mütəxəssisləri heyran etdi, lakin nisbətən aşağı performansları ilə yüksək sürət tələb edən və səmərəliliyə fikir verməyən bazarı fəth edə bilmədilər. ARM-in populyarlığının yüksəlməsi üçün müəyyən şərtlər mövcud olmalı idi.
Səksəninci və doxsanıncı illərin əvvəlində, nisbətən ucuz yağları ilə güclü 6 litrlik mühərrikləri olan nəhəng yolsuzluq avtomobilləri tələb olunurdu. Elektriklə işləyən avtomobillərlə maraqlananlar az idi. Amma neftin bir barelinin qiyməti 100 dollardan çox olan bizim dövrümüzdə enerjiyə can atan mühərrikli iri avtomobillər ancaq zənginlərə lazımdır, qalanları isə qənaətcil avtomobillərə keçməyə tələsir. Bənzər bir şey ARM ilə də baş verdi. Hərəkətlilik və səmərəlilik məsələsi ortaya çıxanda memarlığa böyük tələbat olduğu ortaya çıxdı.
"Risk" prosessoru
ARM RISC arxitekturasıdır. O, azaldılmış əmrlər dəstindən istifadə edir - RISC (azaldılmış təlimat dəsti kompüteri). Bu tip arxitektura yetmişinci illərin sonlarında, Intel-in x86-nı təklif etdiyi vaxtda ortaya çıxdı.
Mühəndislər müxtəlif kompilyatorlar və mikrokod prosessorları ilə təcrübə apararkən müşahidə etdilər ki, bəzi hallarda sadə əmrlərin ardıcıllığı tək mürəkkəb əməliyyatdan daha sürətli yerinə yetirilir. Məhdud sadə təlimatlar dəsti ilə işləməyi nəzərdə tutan, dekodlanması və icrası minimum vaxt aparan bir arxitektura yaratmaq qərara alındı.
İlk RISC prosessor layihələrindən biri 1981-ci ildə Berkli Universitetində bir qrup tələbə və müəllim tərəfindən həyata keçirilmişdir. Məhz bu zaman Britaniya şirkəti Acorn zamanın çətinliyi ilə üzləşdi. Dumanlı Albionda çox məşhur olan 6502 prosessoru əsasında BBC Micro təhsil kompüterləri istehsal etdi.Lakin tezliklə bu ev kompüterləri daha təkmil maşınlara uduzmağa başladı. Acorn bazarı itirmək riski altında idi. RISC prosessorları üzərində tələbə işi ilə tanış olan şirkətin mühəndisləri öz çiplərini yaratmağın olduqca sadə olacağına qərar verdilər. 1983-cü ildə Acorn RISC Machine layihəsi istifadəyə verildi, sonradan ARM oldu. Üç il sonra ilk prosessor buraxıldı.
İlk ARM
O, son dərəcə sadə idi. İlk ARM çiplərində hətta daha sadə təlimatlar dəsti ilə təmsil olunan çoxaltmaq və bölmək təlimatları yox idi. Çiplərin başqa bir xüsusiyyəti yaddaşla işləmə prinsipləri idi: verilənlərlə bütün əməliyyatlar yalnız registrlərdə həyata keçirilə bilərdi. Eyni zamanda, prosessor sözdə registr pəncərəsi ilə işləyirdi, yəni o, əsasən universal olan bütün mövcud registrlərin yalnız bir hissəsinə daxil ola bilirdi və onların işləməsi prosessorun yerləşdiyi rejimdən asılı idi. Bu, ARM-in ilk versiyalarında önbelleği tərk etməyə imkan verdi.
Bundan əlavə, təlimat dəstlərini sadələşdirməklə, memarlıq tərtibatçıları bir sıra digər bloklar olmadan edə bildilər. Məsələn, ilk ARM-lərdə mikrokod, eləcə də üzən nöqtə vahidi (FPU) tamamilə yox idi. İlk ARM-də tranzistorların ümumi sayı 30.000 idi.Oxşar x86-larda bir neçə dəfə, hətta bir neçə dəfə daha çox olub. Əmrlərin şərti icrası ilə əlavə enerji qənaətinə nail olunur. Yəni, reyestrdə müvafiq fakt olarsa, bu və ya digər əməliyyat həyata keçiriləcək. Bu, prosessorun “lazımsız hərəkətlərdən” qaçmasına kömək edir. Bütün göstərişlər ardıcıllıqla yerinə yetirilir. Nəticədə, ARM performansını itirdi, lakin əhəmiyyətli dərəcədə deyil, enerji istehlakında əhəmiyyətli dərəcədə qazandı.
Arxitekturanın əsas prinsipləri birinci ARM-də olduğu kimi qalır: məlumatlarla yalnız registrlərdə işləmək, azaldılmış təlimatlar dəsti, minimum əlavə modullar. Bütün bunlar memarlığı aşağı enerji istehlakı və nisbətən yüksək performansla təmin edir.
Onu artırmaq üçün ARM daxilində Son illərdə bir neçə əlavə təlimat dəstini həyata keçirdi. Klassik ARM ilə yanaşı, Thumb, Thumb 2, Jazelle var. Sonuncu Java kodunun icrasını sürətləndirmək üçün nəzərdə tutulmuşdur.
Korteks - ən inkişaf etmiş ARM
Cortex – mobil qurğular, quraşdırılmış sistemlər və mikrokontrollerlər üçün müasir arxitekturalar. Müvafiq olaraq, CPU-lar Cortex-A, quraşdırılmış Cortex-R və mikrokontrollerlər Cortex-M kimi təyin olunur. Onların hamısı ARMv7 arxitekturasında qurulub.
ARM xəttindəki ən qabaqcıl və güclü arxitektura Cortex-A15-dir. Onun əsasında əsasən iki və ya dörd nüvəli modellərin istehsal ediləcəyi güman edilir. Bütün əvvəlki ARM-lərin Cortex-A15 bloklarının sayı və keyfiyyəti baxımından x86-ya ən yaxındır.
Cortex-A15 multimedia məlumatlarının işlənməsini sürətləndirmək üçün nəzərdə tutulmuş FPU bloku və bir sıra NEON SIMD təlimatları ilə təchiz edilmiş prosessor nüvələrinə əsaslanır. Nüvələrin 13 mərhələli boru kəməri var, onlar pulsuz sifariş icrasını və ARM əsaslı virtualizasiyanı dəstəkləyir.
Cortex-A15 qabaqcıl yaddaş ünvanlama sistemini dəstəkləyir. ARM 32-bitlik arxitektura olaraq qalır, lakin şirkətin mühəndisləri 64-bit və ya digər qabaqcıl ünvanları prosessor üçün əlverişli 32-bitə çevirməyi öyrəniblər. Texnologiya uzun fiziki ünvan uzantıları adlanır. Onun sayəsində Cortex-A15 nəzəri olaraq 1 TB-a qədər yaddaşı ünvanlaya bilir.
Hər bir nüvə birinci səviyyəli keş ilə təchiz edilmişdir. Bundan əlavə, 4 MB-a qədər paylanmış aşağı gecikmə L2 önbelleği var. Prosessor 128 bitlik koherent avtobusla təchiz olunub ki, bu da digər bloklar və periferiya qurğuları ilə əlaqə yaratmaq üçün istifadə oluna bilər.
Cortex-A15-in əsasını təşkil edən nüvələr Cortex-A9-un inkişafıdır. Bənzər bir quruluşa malikdirlər.
Cortex-A9, Cortex-A15-dən fərqli olaraq, həm çox, həm də tək nüvəli versiyalarda istehsal edilə bilər. Maksimum tezlik 2,0 GHz-dir, Cortex-A15 2,5 GHz tezliyində işləyən çiplərin yaradılması imkanını təklif edir. Onun əsasında çiplər 40 nm və daha nazik texniki proseslərdən istifadə edilməklə hazırlanacaq. Cortex-A9 65 və 40 nm proses texnologiyalarında istehsal olunur.
Cortex-A9, Cortex-A15 kimi, yüksək performanslı smartfon və planşetlərdə istifadə üçün nəzərdə tutulub, lakin daha ciddi proqramlar üçün, məsələn, serverlərdə uyğun deyil. Yalnız Cortex-A15 hardware virtualizasiyasına, qabaqcıl yaddaş ünvanına malikdir. Bundan əlavə, NEON Advanced SIMD təlimat dəsti və FPU Cortex-A9-da isteğe bağlıdır, Cortex-A15-də isə tələb olunur.
Cortex-A8 gələcəkdə səhnədən tədricən yox olacaq, lakin hələlik bu tək nüvəli variant büdcə smartfonlarında istifadə olunacaq. 600 MHz-dən 1 GHz-ə qədər olan aşağı qiymətli həll balanslaşdırılmış bir arxitektura təmin edir. O, FPU vahidinə malikdir və SIMD NEON-un ilk versiyasını dəstəkləyir. Cortex-A8 vahid texnoloji prosesi nəzərdə tutur - 65 nm.
Əvvəlki nəsillərin ARM
ARM11 prosessorları mobil bazarda olduqca geniş yayılmışdır. Onlar ARMv6 arxitekturası və onun modifikasiyası əsasında qurulub. O, 8-9 mərhələli boru kəmərləri, Java kodunun işlənməsini sürətləndirməyə kömək edən Jazelle dəstəyi, SIMD axın təlimatları, Thumb-2 ilə xarakterizə olunur.
XScale, ARM10E, ARM9E prosessorları ARMv5 arxitekturasına və onun modifikasiyalarına əsaslanır. Boru kəmərinin maksimal uzunluğu 6 mərhələdir, Thumb, Jazelle DBX, Enhanced DSP. XScale çiplərində ikinci səviyyəli keş var. Prosessorlar 2000-ci illərin ortalarında smartfonlarda istifadə olunurdu, bu gün onları bəzi ucuz mobil telefonlarda tapmaq olar.
ARM9TDMI, ARM8, StrongARM - 3-5 mərhələli boru kəməri olan və Thumb-ı dəstəkləyən ARMv4 nümayəndələri. Məsələn, ARMv4 ilk klassik iPod-larda tapıla bilərdi.
ARM6 və ARM7 ARMv3-ə aiddir. Bu arxitekturada FPU vahidi ilk dəfə ortaya çıxdı; arxitekturanın ilk nümunələrində olduğu kimi 26 bit deyil, 32 bitlik yaddaş ünvanlanması həyata keçirildi. ARMv2 və ARMv1 texniki cəhətdən 32 bitlik çiplər idi, lakin əslində yalnız 26 bitlik ünvan sahəsi ilə aktiv şəkildə işləyirdi. Keş ilk dəfə ARMv2-də ortaya çıxdı.
Onların adı legiondur
Acorn əvvəlcə prosessor bazarında oyunçu olmaq niyyətində deyildi. ARM layihəsinin vəzifəsi kompüter istehsalı üçün öz istehsalı olan bir çip yaratmaq idi - Acorn-un əsas işi hesab etdiyi fərdi kompüterlərin yaradılması idi.
ARM Apple sayəsində inkişaf qrupundan şirkətə çevrildi. 1990-cı ildə Apple, VLSI və Acorn ilə birlikdə ilk cib kompüteri olan Newton üçün ucuz prosessor hazırlamağa başladı. Bu məqsədlər üçün Acorn daxili layihəsinin adını alan ayrıca bir şirkət yaradıldı - ARM.
Apple-ın iştirakı ilə ingilis tərtibatçısının müasir çiplərinə ən yaxın olan ARM6 prosessoru yaradıldı. Eyni zamanda, DEC ARM6 arxitekturasını patentləşdirə bildi və StrongARM brendi altında çiplər istehsal etməyə başladı. Bir neçə il sonra texnologiya başqa bir patent mübahisəsinin bir hissəsi olaraq Intel-ə verildi. Mikroprosessor nəhəngi ARM bazasında özünün analoqu olan XScale prosessorunu yaratmışdır. Ancaq əvvəlki onilliyin ortalarında Intel, yalnız x86-a diqqət yetirərək bu "əsas olmayan aktivdən" xilas oldu. XScale artıq ARM lisenziyası almış Marvell-in əlinə keçdi.
İlk vaxtlar dünyada yeni olan ARM prosessorlar istehsal edə bilmirdi. Onun rəhbərliyi pul qazanmağın başqa yolunu seçdi. ARM arxitekturası sadə və çevik idi. Əvvəlcə nüvənin hətta önbelleği də yox idi, buna görə də sonradan əlavə modullar, o cümlədən FPU, kontrollerlər prosessora yaxından inteqrasiya olunmadı, əksinə, bazaya birləşdirildi.
Müvafiq olaraq, ARM texnoloji cəhətdən inkişaf etmiş şirkətlərə ehtiyaclarına uyğun prosessorlar və ya mikrokontrollerlər yaratmağa imkan verən ağıllı bir dizaynerə sahib oldu. Bu, standart funksionallığı genişləndirə bilən sözdə koprosessorlardan istifadə etməklə həyata keçirilir. Ümumilikdə, arxitektura 16-ya qədər soprosessoru (0-dan 15-ə qədər rəqəmlər) dəstəkləyir, lakin 15 nömrə keş və yaddaşın idarə edilməsi funksiyalarını yerinə yetirən soprosessor üçün qorunur.
Periferik qurğular ARM çipinə qoşulur, öz registrlərini prosessorun və ya köməkçi prosessorun yaddaş sahəsinə uyğunlaşdırır. Məsələn, görüntü emal çipi nisbətən sadə ARM7TDMI əsaslı nüvədən və HDTV siqnalının dekodlanmasını təmin edən koprosessordan ibarət ola bilər.
ARM öz arxitekturasını lisenziyalaşdırmağa başladı. Digər şirkətlər bunu silikonda, o cümlədən Texas Instruments, Marvell, Qualcomm, Freescale, həm də Samsung, Nokia, Nintendo və ya Canon kimi tamamilə qeyri-əsas şirkətlər kimi tətbiq ediblər.
Öz fabriklərinin olmaması, eləcə də təsirli lisenziya ödənişləri ARM-ə arxitekturanın yeni versiyalarını hazırlamaqda daha çevik olmağa imkan verdi. Şirkət onları isti tortlar kimi bişirdi, yeni nişlərə girdi. Smartfonlar və planşetlərə əlavə olaraq, arxitektura xüsusi prosessorlarda, məsələn, GPS naviqatorlarında, rəqəmsal kameralarda və video kameralarda istifadə olunur. Onun əsasında daxili sistemlər üçün sənaye nəzarətçiləri və digər çiplər yaradılır.
ARM lisenziya sistemi əsl mikroelektronika hipermarketidir. Şirkət təkcə yeni deyil, həm də köhnə arxitekturalara lisenziya verir. Sonuncu, ucuz cihazlar üçün mikrokontrollerlər və ya çiplər yaratmaq üçün istifadə edilə bilər. Təbii ki, lisenziya rüsumlarının səviyyəsi istehsalçını maraqlandıran memarlıq variantının yenilik dərəcəsindən və mürəkkəbliyindən asılıdır. Ənənəvi olaraq, ARM-in prosessorlar hazırladığı texniki proseslər x86 üçün uyğun hesab edilənlərdən 1-2 addım geri qalır. Memarlığın yüksək enerji səmərəliliyi onu yeni texnoloji standartlara keçiddən daha az asılı edir. Intel və AMD fiziki ölçüləri və enerji istehlakını qoruyarkən tezlikləri və nüvələrin sayını artırmaq üçün daha incə çiplər hazırlamağa çalışırlar. ARM təbii olaraq daha aşağı güc tələblərinə malikdir və eyni zamanda hər vatt başına daha yüksək performans səviyyəsini təmin edir.
NVIDIA, TI, Qualcomm, Marvell prosessorlarının xüsusiyyətləri
ARM-ni sola və sağa lisenziyalaşdırmaqla, tərtibatçılar tərəfdaşlarının səlahiyyətləri hesabına öz arxitekturasının mövqeyini gücləndirdilər. Bu vəziyyətdə klassik nümunə NVIDIA Tegradır. Çip üzərində sistemlərin bu xətti ARM arxitekturasına əsaslanır, lakin NVIDIA artıq 3D qrafika və sistem məntiqi sahəsində özünün çox ciddi inkişaflarına malik idi.
ARM arxitekturanın yenidən dizaynı üçün lisenziya verənlərə geniş seçim imkanı verir. Müvafiq olaraq, NVIDIA mühəndisləri Tegra-da birləşdirə bildilər güclü tərəflər ARM (CPU computing) və öz məhsullarımız - 3D qrafika ilə işləmək və s. Nəticədə, Tegra öz prosessorları sinfinə görə ən yüksək 3D performansına malikdir. Onlar Samsung və Texas Instruments tərəfindən istifadə edilən PowerVR-dan 25-30%, Qualcomm tərəfindən hazırlanmış Adreno-dan isə demək olar ki, iki dəfə sürətlidir.
ARM arxitekturasına əsaslanan digər prosessor istehsalçıları daha yüksək tezliklərə və performansa nail olmaq üçün müəyyən əlavə blokları gücləndirir və çipləri təkmilləşdirirlər.
Məsələn, Qualcomm ARM istinad dizaynından istifadə etmir. Şirkətin mühəndisləri onu ciddi şəkildə yenidən işləyiblər və onu Scorpio adlandırıblar – bu, Snapdragon çiplərinin əsasını təşkil edir. Dizayn standart IP ARM tərəfindən təmin edilənlərdən daha mürəkkəb texniki prosesləri yerləşdirmək üçün qismən yenidən işlənib. Nəticədə, ilk Snapdragons 45 nm-də istehsal edildi, bu da onları daha yüksək tezliklərlə təmin etdi. Elan edilmiş 2,5 GHz tezlikli bu prosessorların yeni nəsli hətta ARM Cortex-A9 əsasında analoqlar arasında ən sürətli ola bilər. Qualcomm həmçinin AMD-dən satın alınan inkişaflar əsasında yaradılmış öz Adreno qrafik nüvəsindən istifadə edir. Beləliklə, Snapdragon və Tegra bir növ genetik səviyyədə düşməndirlər.
Hummingbird-i yaradan zaman Samsung həm də arxitekturanın optimallaşdırılması yolunu tutdu. Koreyalılar Intrinsity şirkəti ilə birlikdə məntiqi dəyişdilər və bununla da müəyyən əməliyyatları yerinə yetirmək üçün tələb olunan təlimatların sayını azaldıblar. Beləliklə, 5-10% məhsuldarlıq əldə edə bildik. Bundan əlavə, dinamik L2 önbelleği və ARM NEON multimedia genişləndirilməsi əlavə edildi. Koreyalılar PowerVR SGX540-dan qrafik modul kimi istifadə edirdilər.
Texas Instruments, ARM Cortex-A arxitekturasına əsaslanan yeni OMAP seriyasına təsvirin işlənməsini sürətləndirməyə cavabdeh olan xüsusi IVA modulunu əlavə etdi. Bu, sensordan daxili kameraya gələn məlumatları sürətlə emal etməyə imkan verir. Bundan əlavə, o, ISP-yə qoşulur və videonun sürətləndirilməsinə kömək edir. OMAP həmçinin PowerVR qrafiklərindən istifadə edir.
Apple A4 böyük 512 KB keş yaddaşa malikdir, PowerVR qrafikasından istifadə edir və ARM nüvəsinin özü Samsung tərəfindən yenidən işlənmiş arxitekturanın variantı üzərində qurulub.
2011-ci ilin əvvəlində iPad 2-də debüt edən iki nüvəli Apple A5, əvvəllər Samsung tərəfindən optimallaşdırıldığı kimi, ARM Cortex-A9 arxitekturasına əsaslanır. A4 ilə müqayisədə yeni çip ikinci səviyyəli keş-yaddaşın həcmini iki dəfə artırıb - o, 1 MB-a qədər artırılıb. Prosessorda iki kanallı RAM nəzarətçisi var və təkmilləşdirilmiş video bloku var. Nəticədə, bəzi tapşırıqlarda Apple A4-dən iki dəfə yaxşı yerinə yetirir.
Marvell öz Sheeva arxitekturasına əsaslanan çipləri təklif edir, daha yaxından yoxlandıqdan sonra bir vaxtlar Intel və ARM-dən alınmış XScale hibridinə çevrilir. Bu çiplər analoqlarla müqayisədə daha çox yaddaş yaddaşına malikdir və xüsusi multimedia modulu ilə təchiz olunub.
Hazırda ARM lisenziya sahibləri yalnız ARM Cortex-A9 arxitekturasına əsaslanan çiplər istehsal edirlər. Eyni zamanda, dördnüvəli variantlar yaratmağa imkan versə də, NVIDIA, Apple, Texas Instruments və başqaları hələ də bir və ya iki nüvəli modellərlə məhdudlaşır. Bundan əlavə, çiplər 1,5 GHz-ə qədər tezliklərdə işləyir. Cortex-A9 iki GHz prosessorlar düzəltməyə imkan verir, lakin yenə də istehsalçılar tezlikləri tez artırmağa çalışmırlar - axırda hələlik bazarda 1,5 GHz-də kifayət qədər iki nüvəli prosessorlar olacaq.
Cortex-A15-ə əsaslanan prosessorlar həqiqətən çox nüvəli olmalıdırlar, lakin elan olunsalar belə, onlar yalnız kağız üzərindədir. Onların silikonda görünməsi gələn il gözlənilməlidir.
Cortex-A9 əsasında müasir ARM lisenziyalı prosessorları:
x86 əsas rəqibdir
x86 CISC arxitekturasının nümayəndəsidir. Onlar əmrlərin tam dəstindən istifadə edirlər. Bu vəziyyətdə bir təlimat bir neçə aşağı səviyyəli əməliyyatı yerinə yetirir. Proqram kodu, ARM-dən fərqli olaraq, daha yığcamdır, lakin o qədər tez icra olunmur və daha çox resurs tələb edir. Bundan əlavə, əvvəldən x86 bütün lazımi bloklarla təchiz edilmişdir ki, bu da onların çox yönlülüyünü və acgözlüyünü nəzərdə tuturdu. Əmrlərin qeyd-şərtsiz, paralel icrasına əlavə enerji sərf olundu. Bu, sürət üstünlüyünə nail olmağa imkan verir, lakin bəzi əməliyyatlar əvvəlki şərtləri təmin etmədiyi üçün boş yerə aparılır.
Bunlar klassik x86-lar idi, lakin 80486-dan başlayaraq, Intel faktiki olaraq CISC təlimatlarını yerinə yetirən daxili RISC nüvəsini yaratdı, əvvəllər daha sadə təlimatlara bölündü. Müasir Intel və AMD prosessorları eyni dizayna malikdir.
Windows 8 və ARM
ARM və x86 bu gün 30 ildən az əvvəl fərqlənir, lakin hələ də onları prosessor bazarının müxtəlif yuvalarına ayıran fərqli prinsiplərə əsaslanır. Əgər kompüterin özü dəyişməsəydi, arxitekturalar heç vaxt kəsişməzdi.
Mobillik və qənaətcillik birinci yerdə idi və smartfon və planşetlərə daha çox diqqət yetirildi. Apple mobil qurğulardan və onlara bağlı infrastrukturdan çoxlu pul qazanır. Microsoft geridə qalmaq istəmir və ikinci ildir ki, planşet bazarında öz yerini tutmağa çalışır. Google olduqca uğurludur.
Masa üstü kompüter ilk növbədə iş alətinə çevrilir, məişət kompüterinin yeri planşetlər və xüsusi qurğular tərəfindən tutulur. Bu şərtlərdə Microsoft misli görünməmiş bir addım atacaq. . Bunun nəyə gətirib çıxaracağı hələ tam aydın deyil. Əməliyyat sisteminin iki versiyasını və ya hər iki arxitektura ilə işləyəcək birini alacağıq. Microsoft-un ARM dəstəyi x86-nı öldürəcək, ya yox?
Hələlik məlumat azdır. Microsoft CES 2011-də ARM prosessoru olan cihazda işləyən Windows 8-i nümayiş etdirdi. Stiv Balmer göstərdi ki, Windows-dan istifadə edərək ARM platformasında siz videolara baxmaq, şəkillərlə işləmək, internetdə sörf etmək olar - Internet Explorer hətta hardware sürətləndirilməsi ilə işləyirdi - USB-yə qoşulun- cihazları, sənədləri çap edin. Bu demoda ən vacib şey virtual maşının iştirakı olmadan ARM üzərində işləyən Microsoft Office-in olması idi. Təqdimatda Qualcomm, Texas Instruments və NVIDIA prosessorlarına əsaslanan üç qadcet nümayiş etdirilib. Windows-un standart “yeddi” qabığı var idi, lakin Microsoft nümayəndələri yeni, yenidən işlənmiş sistem nüvəsini elan etdilər.
Bununla belə, Windows təkcə Microsoft mühəndisləri tərəfindən hazırlanmış bir əməliyyat sistemi deyil, həm də milyonlarla proqramdır. Bəzi proqram təminatı bir çox peşə sahibləri üçün vacibdir. Məsələn, Adobe CS paketi. Şirkət proqram təminatının ARM-Windows versiyasını dəstəkləyəcək, yoxsa yeni nüvə Photoshop və digər populyar proqramların NVIDIA Tegra və ya digər oxşar çipləri olan kompüterlərdə əlavə kod dəyişiklikləri olmadan işləməsinə imkan verəcəkmi?
Bundan əlavə, sual video kartları ilə yaranır. Hal-hazırda, noutbuklar üçün video kartlar masaüstü qrafik çiplərinin enerji istehlakını optimallaşdırmaqla hazırlanır - bunlar memarlıq baxımından eynidir. Eyni zamanda, indi video kart "kompüter daxilindəki kompüter" kimi bir şeydir - onun özünün ultra sürətli operativ yaddaşı və xüsusi tapşırıqlarda adi prosessorlardan əhəmiyyətli dərəcədə üstün olan öz hesablama çipi var. Sözsüz ki, 3D qrafika ilə işləyən proqramlar onlar üçün uyğun şəkildə optimallaşdırılıb. Bəli, müxtəlif video redaktə proqramları və qrafik redaktorlar (xüsusən CS4 versiyasından Photoshop) və daha yaxınlarda brauzerlər də GPU-lardan istifadə edərək hardware sürətləndirilməsindən istifadə edirlər.
Təbii ki, Android, MeeGo, BlackBerry OS, iOS və digər mobil sistemlərdə bazarda müxtəlif mobil (daha doğrusu, ultramobil) sürətləndiricilər üçün lazımi optimallaşdırma aparılıb. Bununla belə, onlar Windows-da dəstəklənmir. Sürücülər, əlbəttə ki, yazılacaq (və artıq yazılmışdır - Intel Atom Z500 seriyalı prosessorları PowerVR SGX 535 "smartfon" qrafik nüvəsini birləşdirən çipsetlə gəlir), lakin onlar üçün tətbiqlərin optimallaşdırılması gec ola bilər, əgər heç olmasa. .
Aydındır ki, "iş masasında ARM" həqiqətən tutmayacaq. Ola bilsin ki, internetə daxil olacaq və filmlərə baxacaqları aşağı güc sistemlərində. Ümumiyyətlə nettoplarda. Beləliklə, ARM indiyə qədər yalnız Intel Atomun işğal etdiyi və AMD-nin Brazos platforması ilə aktiv şəkildə təqib etdiyi yeri hədəf almağa çalışır. Və o, yəqin ki, qismən uğur qazanacaq. Hər iki prosessor şirkəti çox rəqabətli bir şey ortaya qoymasa.
Bəzi yerlərdə Intel Atom və ARM artıq rəqabət aparır. Onlar kiçik bir ofisə və ya mənzilə xidmət edə biləcək şəbəkə məlumat saxlama və aşağı güc serverləri yaratmaq üçün istifadə olunur. Həmçinin sərfəli Intel çiplərinə əsaslanan klasterlərin bir neçə kommersiya layihəsi də mövcuddur. ARM Cortex-A9-a əsaslanan yeni prosessorların xüsusiyyətləri onlardan infrastrukturu dəstəkləmək üçün istifadə etməyə imkan verir. Beləliklə, bir neçə ildən sonra ARM serverlərimiz və ya kiçiklər üçün ARM-NAS ola bilər yerli şəbəkələr, aşağı gücə malik veb serverlərin meydana çıxmasını istisna etmək olmaz.
İlk sparrinq
ARM-in x86 tərəfdən əsas rəqibi Intel Atom-dur və indi biz . x86 və ARM müqayisəsi OpenSourceMark, miniBench test paketlərini yaradan və SiSoftware Sandra-nın həmmüəlliflərindən biri olan Van Smit tərəfindən aparılıb. “Yarış”da Atom N450, Freescale i.MX515 (Cortex-A8), VIA Nano L3050 iştirak edib. X86 çiplərinin tezlikləri azaldı, lakin daha inkişaf etmiş yaddaş sayəsində yenə də üstünlüyə malik idilər.
Nəticələr çox maraqlı oldu. ARM çipi tam ədəd əməliyyatlarında rəqibləri qədər sürətli, eyni zamanda daha az enerji sərf etdi. Burada təəccüblü heç nə yoxdur. Əvvəlcə memarlıq həm kifayət qədər sürətli, həm də qənaətcil idi. Üzən nöqtə əməliyyatlarında ARM x86-dan aşağı idi. Intel və AMD çiplərində tapılan ənənəvi güclü FPU qurğusu burada təsir göstərdi. Xatırladaq ki, ARM-də nisbətən yaxınlarda ortaya çıxdı. FPU-nun üzərinə düşən vəzifələr müasir istifadəçinin həyatında mühüm yer tutur - bunlar oyunlar, video və audio kodlaşdırma və digər axın əməliyyatlarıdır. Təbii ki, Van Smitin apardığı sınaqlar bu gün o qədər də aktual deyil. ARM Cortex-A9 və xüsusilə Cortex-A15 versiyalarında arxitekturasının zəif tərəflərini əhəmiyyətli dərəcədə gücləndirdi, məsələn, artıq göstərişləri qeyd-şərtsiz yerinə yetirə bilir, problem həllini paralelləşdirir.
ARM üçün perspektivlər
Beləliklə, sonda hansı arxitekturanı seçməlisiniz, ARM və ya x86? Hər ikisinə mərc etmək ən düzgün olardı. Bu gün biz kompüter bazarının yenidən formatlaşdırılması şəraitində yaşayırıq. 2008-ci ildə netbukların parlaq gələcəyi proqnozlaşdırılırdı. Ucuz kompakt noutbuklar, xüsusən də qlobal böhran fonunda əksər istifadəçilər üçün əsas kompüterə çevrilməli idi. Lakin sonra iqtisadiyyat bərpa olunmağa başladı və iPad peyda oldu. İndi tabletlər bazarın kralı elan edilir. Bununla belə, planşet əyləncə konsolu kimi yaxşıdır, lakin iş üçün çox əlverişli deyil, ilk növbədə toxunma girişinə görə - bu məqaləni iPad-də yazmaq çox çətin və vaxt aparacaq. Planşetlər zamanın sınağına dözəcəkmi? Bəlkə bir neçə ildən sonra yeni bir oyuncaq tapacağıq.
Ancaq yenə də yüksək performans tələb olunmayan və istifadəçi fəaliyyətinin əsasən əyləncə ilə məhdudlaşdığı və işlə bağlı olmadığı mobil seqmentdə ARM x86-dan daha üstün görünür. Onlar məqbul performans səviyyəsini də təmin edir Böyük vaxt avtonom iş. Intel-in Atom-u reallaşdırmaq cəhdləri indiyədək uğursuz olub. ARM vatt başına performans üçün yeni meyar müəyyən edir. Çox güman ki, ARM kompakt mobil qadcetlərdə uğur qazanacaq. Onlar həmçinin netbuk bazarında lider ola bilərlər, lakin burada hər şey Microsoft və Google-da olduğu kimi prosessor tərtibatçılarından çox asılıdır. Birincisi, Windows 8-də normal ARM dəstəyini həyata keçirirsə, ikincisi isə Chrome ƏS-ni məhsuldarlığa gətirir. İndiyədək Qualcomm tərəfindən təklif olunan smartbooks bazara çıxmayıb. X86-a əsaslanan netbuklar sağ qaldı.
ARM-ə görə, bu istiqamətdə bir irəliləyiş Cortex-A15 arxitekturası tərəfindən edilməlidir. Şirkət media pleyer, 3D televizor və internet terminalını birləşdirəcək ev əyləncə sistemləri üçün 1,0-2,0 GHz tezliyi ilə onun əsasında iki və dördnüvəli prosessorları tövsiyə edir. 1,5-2,5 GHz tezlikli dördnüvəli çiplər ev və veb serverlərin əsası ola bilər. Nəhayət, Cortex-A15 üçün ən iddialı istifadə vəziyyəti - infrastruktur simsiz şəbəkələr. Burada dörd və ya daha çox nüvəli və 1,5-2,5 GHz tezliyi olan çiplərdən istifadə etmək olar.
Amma hələlik bunlar sadəcə planlardır. Cortex-A15 keçən ilin sentyabrında ARM tərəfindən təqdim edildi. Cortex-A9 şirkət tərəfindən 2007-ci ilin oktyabrında nümayiş etdirildi, iki il sonra şirkət çiplərin tezliyini 2.0 GHz-ə qədər artırmaq imkanı olan A9 variantını təqdim etdi. Müqayisə üçün qeyd edək ki, NVIDIA Tegra 2 - Cortex-A9 əsasında ən populyar həllərdən biri - yalnız ötən ilin yanvarında buraxılıb. Yaxşı, istifadəçilər daha altı aydan sonra ona əsaslanan ilk qadcetlərə toxuna bildilər.
İş PC seqmenti və yüksək performanslı həllər x86 ilə qalacaq. Bu, arxitekturanın ölümü demək olmayacaq, lakin pul baxımından Intel və AMD ARM prosessor istehsalçılarına gedəcək gəlirin bir hissəsinin itirilməsinə hazırlaşmalıdırlar.
