Caractéristiques et avantages des ordinateurs ARM : tout ce que vous devez savoir

Cet article vous invite à vous immerger dans l'univers fascinant de ordinateurs ARM. Nous allons examiner de plus près leur histoire, leur fonctionnement, leurs utilisations réelles, leurs différences avec d'autres architectures (telles que Intel et AMD x86), ainsi que leurs forces et leurs faiblesses.

Il y a quelques décennies à peine, si quelqu'un mentionnait le mot « processeur », la première chose qui venait à l'esprit était des marques comme Intel o AMD, avec ses puces PC bien connues. Cependant, ces dernières années, un nouvel acteur s'est imposé dans le secteur, révolutionnant notre façon de comprendre les ordinateurs, les téléphones portables et toutes sortes d'appareils numériques : procesadores ARM. Mais que se cache-t-il réellement derrière cette architecture ? Quels sont ses réels avantages par rapport aux autres processeurs traditionnels ?

Comment fonctionne un processeur ARM ? Principes clés et différences avec x86

La clé de l’architecture ARM réside dans la simplicité et efficacité du jeu d'instructions. Étant basés sur la philosophie RISC, les processeurs ARM exécutent des opérations très basiques (addition, soustraction, déplacement de données, saut, etc.) dans des cycles d'horloge individuels, au lieu d'instructions complexes et longues comme CISC (typiques du x86 d'Intel et d'AMD). Cela signifie qu'une puce ARM peut avoir moins de transistors, ce qui implique à son tour :

• Menor consumo energético.
• Réduction de la chaleur générée.
• Menor coste de fabricación.

Dans les conceptions plus récentes (telles que ARMv8 et ARMv9), Un processeur ARM peut fonctionner en mode 32 bits et 64 bits., égalant et parfois surpassant la puissance de traitement de ses rivaux x86 dans les tâches quotidiennes. Le personnalisation de base permet à chaque constructeur d'ajouter des unités spécifiques, d'étendre la mémoire cache, d'ajouter des coprocesseurs graphiques ou de l'intelligence artificielle, etc.

Il existe également deux modes de fonctionnement :

• Mode ARM:Instructions 32 bits, puissance et performances maximales
• Mode pouce: Instructions compressées 16 bits, consommation d'énergie réduite et densité de code plus élevée, idéales pour les appareils avec des limitations de mémoire

Simplicité ne signifie pas manque de puissance : Les versions actuelles d'ARM disposent d'un pipeline avancé, d'un pipeline, d'une prédiction de branche et de plusieurs cœurs., se rapprochant de très près des performances des meilleures puces x86, notamment dans les tâches où l'efficacité énergétique est essentielle.

Principales caractéristiques des ordinateurs ARM

Pour bien comprendre ce qui rend un ordinateur équipé d’un processeur ARM spécial, nous devons examiner toutes ses fonctionnalités. spécifications techniques, tant au niveau du matériel que de l'architecture logique :

• Arquitectura RISC:instruction simple, exécution rapide, moins de transistors
• Personnalisation du noyau:Les fabricants peuvent modifier la conception, intégrer des graphiques, de l'IA, de la sécurité, etc.
• Consommation d'énergie ultra faible: idéal pour les appareils portables et les équipements sans systèmes de refroidissement actifs
• Compatibilité 32 et 64 bits:Les dernières générations prennent en charge les deux, améliorant à la fois la vitesse et la capacité de mémoire.
• Efficacité du cache et de la mémoire: Intégration du cache L1/L2 optimisé et du bus de données
• Support d'instruction étendu:Mode pouce, support SIMD (NEON), unités à virgule flottante et extensions pour l'intelligence artificielle dans les derniers modèles
• Licencia abierta:N'importe qui peut développer ses propres puces basées sur ARM en payant la licence de conception. Cela a généré une grande variété de produits et une concurrence entre les fabricants.
• Large compatibilité avec les systèmes d'exploitation:Android, iOS, Windows, Linux, macOS (sur les derniers Mac), entre autres

Au niveau de l'utilisation, La prolifération des puces ARM ne se limite pas aux téléphones mobiles et aux tablettes.; Il existe de plus en plus d’ordinateurs ARM, d’ordinateurs portables, de mini PC, de serveurs et même de supercalculateurs qui s’appuient sur leur efficacité et leur évolutivité.

Avantages des ordinateurs ARM par rapport à Intel et AMD

Les avantages de l’architecture ARM par rapport aux processeurs x86 traditionnels (Intel et AMD) sont assez évidents. Parmi les points forts, on peut citer :

• Une efficacité énergétique inégalée: el consumo de electricidad est beaucoup plus petit, ce qui se traduit par Plus d'autonomie pour les ordinateurs portables et des factures d'électricité moins élevées pour les serveurs. Certaines puces ARM de dernière génération consomment à peine 1 W, contre 15 à 45 W pour les puces x86 classiques.
• Le refroidissement simplifié:en produisant moins de chaleur, Ils ne nécessitent pas de ventilateurs puissants ni de systèmes de dissipation complexes. Cela permet des conceptions sans ventilateur, des boîtiers plus fins et plus silencieux.
• Prix ​​de fabrication le plus bas: moins de transistors et de silicium, plus facile à produire à grande échelle, réduire les coûts et permettre la création d'ordinateurs abordables.
• Flexibilidad y personalizaciónLes fabricants peuvent créer des puces personnalisées pour chaque besoin, des très petits appareils IoT aux ordinateurs hautes performances.
• Mises à jour constantes:Concurrence entre les constructeurs (Apple, Qualcomm, Samsung, MediaTek, NVIDIA, etc.) favorise l'innovation et l'amélioration continue des performances et de l'efficacité.
• Soporte multiplataforma:Il est courant de voir des ordinateurs ARM compatibles avec Android, Linux, Chrome OS, Windows 10/11 et macOS, ce qui offre une une polyvalence énorme pour les développeurs et les utilisateurs.

Ces avantages expliquent Pourquoi les processeurs ARM ont conquis le monde mobile et sont désormais en concurrence sérieuse dans les domaines des ordinateurs portables, des convertibles, des mini PC et des serveurs. L'arrivée des puces Apple Silicon dans les Mac a démontré qu'un excellent équilibre entre puissance et autonomie de la batterie peut être atteint, ouvrant la voie à d'autres fabricants pour suivre leur exemple.

Principaux inconvénients et limites actuels

Bien sûr, il n’y a pas que des avantages. Les ordinateurs ARM présentent également des limitations qui doivent être prises en compte.:

• Compatibilité logicielle limitée: de nombreuses applications (en particulier celles conçues pour x86) Ils ne fonctionnent pas nativement sur ARM. Bien qu'il existe des systèmes d'émulation (comme Rosetta 2 d'Apple ou Prism sur Windows), les performances peuvent être affectées.
• Puissance brute inférieure dans certains scénarios:Dans les tâches très exigeantes (montage vidéo professionnel, jeux extrêmes, CAO, virtualisation avancée), les puces ARM Ils sont généralement à la traîne par rapport aux meilleurs x86.
• Dépendance aux optimisations: para en tirer le meilleur parti, les développeurs doivent créer des versions spécifiques de leurs applications pour ARM.
• Baisse de l'offre de matériel et de composants: aunque está cambiando rápidamente, pour le moment il y a Moins d'options pour les composants et accessoires 100 % compatibles ARM sur le marché, notamment en Europe et en Amérique.
• Limitations du jeu et de la personnalisation:Les PC de jeu nécessitent souvent des GPU dédiés, plus de RAM et une capacité de mise à niveau, qui sont encore plus restreints sur ARM que sur les plates-formes x86.

La tendance est toutefois à la réduction de ces limitations au fil du temps, car les fabricants et les développeurs s’appuient de plus en plus sur ARM.

Types de processeurs ARM et évolution technologique

L'écosystème ARM comporte plusieurs variantes et familles, des premières puces 16 et 32 ​​bits aux dernières bêtes 64 bits destinées aux serveurs, aux ordinateurs de bureau et aux ordinateurs portables haut de gamme. Voyons les principaux :

• ARM1, ARM2, ARM3: pionniers historiques, largement utilisés dans les premiers ordinateurs personnels et les systèmes embarqués
• ARM6, ARM7, ARM9, ARM11:évolution progressive en puissance et en efficacité, avec cache intégré, support multimédia et apparition des instructions SIMD et Thumb
• StrongARM et XScale: puces sous licence de DEC et Intel, très populaires dans les années 2000 dans les PDA, les téléphones portables et les appareils industriels
• Cortex-A, Cortex-R, Cortex-M: les familles les plus pertinentes aujourd'hui. Cortex-A pour applications à usage général (smartphones, tablettes, ordinateurs portables), avec des versions monocœur et multicœur, NEON, TrustZone et des capacités multimédias. Cortex-R pour les systèmes temps réel (voitures, automatisation) et Cortex-M pour les microcontrôleurs à faible consommation et économiques.
• Apple Silicon:Les puces ARM d'Apple, du M1 au M3, avec les variantes Pro, Max et Ultra, qui ouvrent la voie en termes de performances sur les ordinateurs portables et de bureau exécutant macOS.
• Snapdragon:La gamme phare de Qualcomm, largement utilisée dans les téléphones mobiles et désormais dans les ultrabooks et les ordinateurs portables avec Snapdragon X Elite et le nouveau Copilot+ PC.

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Compatibilité des systèmes d'exploitation et des logiciels sur ARM

Un aspecto clave es compatibilité logicielle, en particulier dans les systèmes d’exploitation et les applications de bureau :

• Android et iOS:Systèmes conçus dès le départ pour ARM, assurant compatibilité et bonnes performances sur téléphones mobiles et tablettes.
• Linux: Large prise en charge des distributions telles que Ubuntu, Debian, Arch Linux, Kali, Gentoo, Oracle Linux et bien d'autres, ainsi que BSD (FreeBSD, NetBSD, OpenBSD).
• macOSDepuis 2020, les Mac équipés d'Apple Silicon fonctionnent uniquement sur ARM, la plupart des applications étant portées ou émulées à l'aide de Rosetta 2.
• Windows 10 et 11 pour ARM:Versions améliorées prenant en charge les applications natives et l'émulation x86, notamment grâce à Windows 11 Copilot+ et son moteur Prism.

Le grand défi pour les ordinateurs ARM à l’heure actuelle reste le compatibilité des applications de bureau. Bien que de nombreuses applications populaires disposent déjà de versions ARM natives, il existe encore des logiciels spécialisés qui nécessitent une émulation ou ne sont pas optimisés.

Marché et fabricants d'ordinateurs ARM les plus pertinents

Aujourd'hui, plusieurs entreprises et appareils se distinguent comme des pionniers sur le marché ARM pour les ordinateurs :

• Pomme: avec ses MacBook, iMac, Mac Mini et Mac Studio basés sur Apple Silicon. De plus, l’iPhone, l’iPad, l’Apple Watch et l’Apple TV utilisent également ARM.
• Microsoft:Les ordinateurs ARM des gammes Surface Pro X et Surface Copilot+ représentent l'engagement de Redmond, avec un support natif pour Windows et des efforts d'optimisation.
• Qualcomm: leader des téléphones mobiles avec Snapdragon, et actuellement dans les ultrabooks et les ordinateurs portables avec Snapdragon X Elite et Copilot+ PC.
• Google:Chrome OS sur Chromebooks, avec une excellente autonomie de la batterie et une compatibilité avec les applications Android.
• Samsung, HP, Acer, Lenovo:Ils proposent des ordinateurs portables, des tablettes et des convertibles avec des puces ARM et Windows 11 ARM préinstallé, privilégiant l'autonomie et la conception légère.
• Raspberry Pi: la plateforme de création qui a apporté ARM à des millions d'utilisateurs, favorisant la programmation, la robotique et l'IoT.

Principales différences entre ARM et x86 (Intel/AMD)

Pour beaucoup, la question principale est : en quoi un processeur ARM diffère-t-il réellement d’un processeur Intel ou AMD x86 ?

• Tipo de instrucciones:ARM utilise RISC, avec des instructions simples et courtes ; x86 est CISC, avec des instructions complexes et longues.
• Performance par watt:ARM excelle en matière d'efficacité énergétique, idéal pour les batteries et les systèmes passifs ; Puissance brute x86 pour les tâches exigeantes.
• Architecture:ARM est modulaire et personnalisable, x86 est plus fermé et homogène.
• Compatibilidad de software: x86 possède des décennies de logiciels natifs, mais ARM évolue rapidement avec les applications et les plateformes multiplateformes.
• Mercado objetivo:ARM domine le secteur du mobile, de l'IoT et se développe dans les ordinateurs portables et les serveurs ; x86 sur PC, jeux et héritage.

L'avenir des ordinateurs ARM : à quoi peut-on s'attendre ?

El l'avenir d'ARM Il apparaît comme une option très équilibrée pour les ordinateurs portables, les convertibles, les mini-PC et, de plus en plus, les ordinateurs de bureau et les serveurs. La clé sera de motiver les développeurs à optimiser les applications et à améliorer l’émulation, tout en maintenant l’innovation en termes de puissance et d’efficacité.

Apple continue de montrer la voie avec son silicium et son écosystème fermé, tandis que Microsoft, Google et d'autres fabricants parient sur l'extension de la compatibilité et des performances sur ARM. La tendance est aux appareils de plus en plus légers, avec une grande autonomie et des performances suffisantes pour 90 % d’utilisation quotidienne., laissant la puissance brute du x86 en arrière-plan.

Le paysage informatique est radicalement transformé par ARM, qui est passé du statut de protagoniste sur les téléphones mobiles à celui d'option de plus en plus prédominante sur les ordinateurs et les serveurs. Choisir un appareil doté d’un cœur ARM promet efficacité, polyvalence et un avenir rempli d’innovation.

Daniel Terrasa

Rédacteur spécialisé dans les problématiques technologiques et Internet avec plus de dix ans d'expérience dans différents médias numériques. J'ai travaillé comme éditeur et créateur de contenu pour des sociétés de commerce électronique, de communication, de marketing en ligne et de publicité. J'ai également écrit sur des sites Web d'économie, de finance et d'autres secteurs. Mon travail est aussi ma passion. Maintenant, à travers mes articles dans Tecnobits, j'essaie d'explorer toutes les actualités et les nouvelles opportunités que le monde de la technologie nous offre chaque jour pour améliorer nos vies.