Недавно у нас появился замечательный вопрос, который заставил нас вспомнить, что не все идут в ногу со временем по спецификациям и дизайну оборудования. Кто-то спросил, что значит ARM.
Во-первых, это потрясающий вопрос. Я могу себе представить, что трудно понять некоторые технические разговоры, которые происходят, если вы не уверены даже в основах, и единственный способ узнать это - спросить. Итак, мы рады, что вы спросили!
ARM - это компания, а ARM - это процессорная архитектура, которую они разрабатывают и продают.
Когда вы видите техническое обсуждение и используется слово ARM, оно описывает тип процессора. Техническое определение процессора ARM - это процессор, основанный на архитектуре на основе RISC, разработанной Acorn Computers в 1980-х годах, и в настоящее время разработанной Advanced RISC Machines (таким образом, ARM).
Это не очень полезно, когда вы не знаете, что это значит. Итак, давайте поговорим о том, что это значит.
ARM, Ltd. - компания в Англии, которая разрабатывает и проектирует архитектуру процессора. Аббревиатура ARM для конструкции процессора означает Acorn RISC Machine, а аббревиатура ARM для компании, которая разрабатывает и продает лицензию на использование этой архитектуры, обозначает Advanced RISC Machines. Не зацикливайтесь на том, что означает ARM, поскольку в настоящее время оба они взаимозаменяемы. Компания ARM разрабатывает метод построения процессоров ARM, а такие компании, как Qualcomm, Apple и Samsung, лицензируют его для создания собственных процессоров. Многие другие компании также лицензируют дизайн ARM. Почти любое маленькое устройство с батарейным питанием, которому требуется мозг, будет использовать процессор ARM.
Процессоры ARM предназначены для выполнения множества простых задач одновременно, не требуя большого количества энергии.
RISC обозначает сокращение набора команд. Процессор Intel или AMD, который вы найдете в своем ноутбуке или настольном компьютере, скорее всего, представляет собой процессор CISC (сложный набор команд). Два разных типа предназначены для разных нужд. Процессор RISC предназначен для выполнения меньшего количества инструкций (инструкции определяют, какие заказы могут быть отправлены процессору программой), чем процессор CISC. Поскольку они могут делать меньше вещей, они могут иметь более высокую частоту - числа гигагерц, о которых вы слышали, - и выполнять больше MIPS (миллионов инструкций в секунду), чем процессор CISC.
Когда вы уменьшаете количество инструкций, которые процессор может вычислить, вы можете создать более простую схему внутри чипа. Процессор RISC использует меньше транзисторов, которые, в свою очередь, потребляют меньше энергии. Поскольку схемы просты (на техническом языке они называются оптимизированными путями), для сборки процессора можно использовать меньший размер кристалла. Размер кристалла - это измерение одной микросхемы на кремниевой пластине, на которой построен процессор. Когда размер кристалла меньше, на поверхности процессора можно разместить больше компонентов с меньшим количеством проводов. Это делает процессоры ARM небольшими и намного менее энергоемкими.
Небольшие, быстрые и простые процессоры идеально подходят для таких вещей, как телефоны. Телефон не просит ЦП обрабатывать такие вещи, как данные о столкновениях 3D (если это не телефон Tango), и не пытается запускать сотни потоков на своем ограниченном количестве ядер. Мобильное программное обеспечение, как операционная система, так и приложения, работающие на нем, кодируются и оптимизируются для сокращенного набора команд, используемого процессором ARM. Но это не значит, что процессоры ARM сами по себе не являются мощными.
Текущая спецификация ARM предусматривает 32-разрядную и 64-разрядную структуру, аппаратную виртуализацию, расширенное управление питанием, которое может взаимодействовать с пользовательским программным обеспечением, и архитектуру загрузки / хранения, которая в основном выполняется за один цикл и является ортогональной. Если вам интересно, что это за вещи, вы можете изучить архитектуру компьютерных инструкций для получения дополнительной информации.
Все, что вам нужно знать об этом, это то, что это означает, что процессоры ARM действительно хороши в вещах, которые не являются телефонами или медиаплеерами. Такие вещи, как суперкомпьютеры.
Отличный видео-плейлист ARM
ARM имеет отличное соотношение производительности и мощности. Правильно закодированное программное обеспечение может потреблять на ватт электроэнергии больше, чем чип ARM, по сравнению с процессором x86 (процессор CISC, популяризированный Intel). Это упрощает масштабирование для таких вещей, как серверы и суперкомпьютеры, при использовании процессоров ARM.
Вы можете получить необходимое количество необработанной вычислительной мощности от 24 процессорных ядер x86 или от сотен небольших ядер ARM с низким энергопотреблением. Ядра x86 будут использовать свои вычислительные мощности для выполнения вычислений, необходимых только для нескольких ядер и потоков ЦП, в то время как ядра ARM будут распределять задачи по многим ядрам малой емкости и менее сложным. Ядра ARM намного больше по количеству, но им не нужно больше энергии или больше места, чем потребуется 24 ядрам x86. Это делает масштабирование - добавление большей вычислительной мощности к конструкции процессора - проще с ARM. Просто добавьте больше ядер ЦП и убедитесь, что ваше программное обеспечение написано для работы с набором инструкций ARM.
Процессоры ARM отлично масштабируются и работают на суперкомпьютерах и серверах, а также на вашем Android или iPad.
В конце концов, один экземпляр процессора ARM никогда не будет таким мощным, как Intel Core i7, который вы могли бы найти в игровом ПК. Это не очень хорошо для запуска программного обеспечения, написанного для процессора Intel x86, и для того, чтобы сделать то же самое, нужно много изменений в коде или виртуальной машине. Но этот Intel Core i7 потребляет примерно в 12 раз больше энергии, нуждается в активной системе охлаждения и никогда не будет вписываться в корпус телефона. Менее сложный процессор ARM хорошо работает, когда программное обеспечение написано для его непосредственной поддержки, а благодаря низкому энергопотреблению и небольшому набору функций дизайна легко добавить несколько высокоскоростных ядер в ЦП для запуска современного программного обеспечения, которое нам всем нужно использовать на наших телефонах.
И если у вас где-то есть центр обработки данных в горах, вы можете продолжать масштабирование и добавлять больше ядер, пока не создадите компьютеры, способные обрабатывать такие вещи, как умные машины NVIDIA или обучающие машины Google.
