Eigenskippen en foardielen fan ARM-kompjûters: alles wat jo witte moatte

Dit artikel noeget jo út om josels ûnder te dompeljen yn it fassinearjende universum fan ARM-kompjûters. Wy sille har skiednis, hoe't se wurkje, har gebrûk yn it echte libben, ferskillen mei oare arsjitektueren (lykas Intel en AMD's x86), en har sterke en swakke punten fan tichterby besjen.

Mar in pear desennia lyn, as immen it wurd "prosessor" neamde, wie it earste dat yn 't sin kaam merken lykas Intel o AMD, mei syn bekende PC-chips. De lêste jierren hat in nije spiler lykwols namme makke yn 'e sektor, en de manier wêrop wy kompjûters, mobile tillefoans en allerhanne digitale apparaten begripe, revolúsjonearre: procesadores ARM. Mar wat sit der eins efter dizze arsjitektuer? Wat binne syn echte foardielen boppe oare tradisjonele prosessors?

Hoe wurket in ARM-prosessor? Wichtige prinsipes en ferskillen mei x86

De kaai ta de ARM-arsjitektuer leit yn 'e ienfâld en effisjinsje fan 'e ynstruksjeset. Basearre op 'e RISC-filosofy, fiere ARM CPU's tige basale operaasjes út (optellen, ôflûken, gegevensferpleatsing, sprong, ensfh.) yn yndividuele kloksyklusen, ynstee fan komplekse en lange ynstruksjes lykas CISC (typysk foar x86 fan Intel en AMD). Dit betsjut dat in ARM-chip kin hawwe minder transistors, wat op syn beurt betsjut:

• Menor consumo energético.
• Reduksje fan generearre waarmte.
• Menor coste de fabricación.

Yn nijere ûntwerpen (lykas ARMv8 en ARMv9), In ARM-prosessor kin sawol yn 32-bit as yn 64-bit modi wurkje., dy't de ferwurkingskrêft fan syn x86-rivalen yn deistige taken oerienkomt mei en soms oertreft. De kearn oanpassing lit elke fabrikant spesifike ienheden tafoegje, cache-ûnthâld útwreidzje, grafyske koprocessors of keunstmjittige yntelliginsje tafoegje, ensfh.

Der binne ek twa wurkwizen:

• ARM-modus32-bit ynstruksjes, maksimale krêft en prestaasjes
• Tommelmodus16-bit komprimearre ynstruksjes, leger enerzjyferbrûk en hegere koadetichtens, ideaal foar apparaten mei ûnthâldbeperkingen

Ienfâld betsjut net gebrek oan macht: Hjoeddeiske ferzjes fan ARM hawwe avansearre pipeline, pipeline, branch prediction, en meardere kearnen., en komt tige ticht by de prestaasjes fan 'e bêste x86-chips, foaral yn taken wêr't enerzjy-effisjinsje kritysk is.

Wichtigste skaaimerken fan ARM-kompjûters

Om folslein te begripen wat in kompjûter mei in ARM-prosessor spesjaal makket, moatte wy nei al syn funksjes sjen. technyske spesifikaasjes, sawol op it nivo fan hardware as logyske arsjitektuer:

• Arquitectura RISCienfâldige ynstruksje, rappe útfiering, minder transistors
• KearnoanpassingFabrikanten kinne it ûntwerp oanpasse, grafiken, AI, feiligens, ensfh. yntegrearje.
• Ultra leech enerzjyferbrûkideaal foar draachbere apparaten en apparatuer sûnder aktive koelsystemen
• 32- en 64-bit kompatibiliteitDe lêste generaasjes stypje beide, wêrtroch sawol snelheid as ûnthâldkapasiteit ferbettere wurde.
• Cache- en ûnthâldeffisjinsjeYntegraasje fan optimalisearre L1/L2-cache en databus
• Útwreide ynstruksjestipeThumb-modus, SIMD-stipe (NEON), driuwende komma-ienheden en útwreidings foar keunstmjittige yntelliginsje yn 'e lêste modellen
• Licencia abiertaElkenien kin syn eigen ARM-basearre chips ûntwikkelje troch de ûntwerplisinsje te beteljen. Dit hat in enoarme ferskaat oan produkten en konkurrinsje tusken fabrikanten generearre.
• Brede kompatibiliteit fan bestjoeringssysteemAndroid, iOS, Windows, Linux, macOS (op de nijste Macs), ûnder in protte oaren

Op it gebrûksnivo, De fersprieding fan ARM-chips is net beheind ta mobile tillefoans en tablets.; Der binne hieltyd mear ARM-kompjûters, laptops, mini-PC's, servers en sels superkompjûters dy't fertrouwe op har effisjinsje en skalberens.

Foardielen fan ARM-kompjûters boppe Intel en AMD

De foardielen fan ARM-arsjitektuer boppe tradisjonele x86-prosessoren (Intel en AMD) binne frij dúdlik. Under de sterke punten binne:

• Unfergelykbere enerzjy-effisjinsje: el consumo de electricidad is folle lytser, wat oerset wurdt yn Mear batterijlibben foar laptops en legere elektrisiteitsrekkens foar servers. Guon ARM-chips fan 'e lêste generaasje ferbrûke amper 1W, fergelike mei 15-45W foar konvinsjonele x86-chips.
• Koeling ienfâldich makketroch minder waarmte te produsearjen, Se hawwe gjin krêftige fans of komplekse dissipaasjesystemen nedich. Dit makket ûntwerpen sûnder fan, tinner en stiller behuizingen mooglik.
• Leechste produksjepriisminder transistors en silisium, makliker op grutte skaal te produsearjen, kosten ferleegje en it meitsjen fan betelbere kompjûters mooglik meitsje.
• Flexibilidad y personalizaciónFabrikanten kinne oanpaste chips meitsje foar elke need, fan heul lytse IoT-apparaten oant kompjûters mei hege prestaasjes.
• Konstante updatesKonkurrinsje tusken fabrikanten (Apple, Qualcomm, Samsung, MediaTek, NVIDIA, ensfh.) driuwt ynnovaasje en trochgeande ferbettering fan prestaasjes en effisjinsje oan.
• Soporte multiplataformaIt is gewoan om ARM-kompjûters te sjen dy't kompatibel binne mei Android, Linux, Chrome OS, Windows 10/11 en macOS, wat in ... biedt enoarme alsidichheid foar ûntwikkelders en brûkers.

Dizze foardielen ferklearje Wêrom't ARM's de mobile wrâld ferovere hawwe en no serieus konkurrearje op it mêd fan laptops, cabriolet-apparaten, mini-PC's en servers. De komst fan Apple Silicon-chips yn Macs hat oantoand dat in geweldige lykwicht tusken krêft en batterijlibben berikt wurde kin, wêrtroch't de wei frijmakke wurdt foar oare fabrikanten om dit foarbyld te folgjen.

Wichtichste hjoeddeistige neidielen en beheiningen

Fansels, dat binne net alle foardielen. ARM-kompjûters hawwe ek beheiningen dy't rekken mei holden wurde moatte.:

• Beheinde softwarekompatibiliteitin protte applikaasjes (benammen dy ûntworpen foar x86) Se wurkje net native op ARM. Hoewol't der emulaasjesystemen binne (lykas Apple's Rosetta 2 of Prism op Windows), prestaasjes kinne beynfloede wurde.
• Legere rau krêft yn guon senario'sYn tige easken taken (profesjonele fideobewurking, ekstreme gaming, CAD, avansearre firtualisaasje), ARM-chips Se falle meastal efter de bêste x86.
• Ofhinklikens fan optimalisaasjesfoar helje der it measte út, moatte ûntwikkelders spesifike ferzjes fan har applikaasjes foar ARM meitsje.
• Legere oanbod fan hardware en komponinten: hoewol está cambiando rápidamente, op it stuit binne der Minder opsjes foar 100% ARM-kompatible komponinten en accessoires op 'e merk, benammen yn Jeropa en Amearika.
• Beperkingen yn gaming en oanpassingGaming-PC's fereaskje faak tawijde GPU's, mear RAM en upgrademooglikheden, dy't noch beheinder binne op ARM as op x86-platfoarms.

De trend is lykwols dat dizze beheiningen yn 'e rin fan' e tiid wurde fermindere, om't fabrikanten en ûntwikkelders hieltyd mear fertrouwe op ARM.

Soarten ARM-prosessoren en technologyske evolúsje

It ARM-ekosysteem hat ferskate farianten en famyljes, fan 'e ierste 16- en 32-bit-chips oant de lêste 64-bit-beesten rjochte op servers, buroblêden en high-end laptops. Litte wy nei de wichtichste sjen:

• ARM1, ARM2, ARM3: histoaryske pioniers, breed brûkt yn iere persoanlike kompjûters en ynbêde systemen
• ARM6, ARM7, ARM9, ARM11: progressive evolúsje yn krêft en effisjinsje, mei yntegreare cache, multimedia-stipe en it ferskinen fan SIMD- en Thumb-ynstruksjes
• StrongARM en XScalechips lisinsjeare fan DEC en Intel, tige populêr yn 'e jierren 2000 yn PDA's, mobile tillefoans en yndustriële apparaten
• Cortex-A, Cortex-R, Cortex-M: de meast relevante famyljes hjoed. Cortex-A foar algemiene tapassingen (smartphones, tablets, laptops), mei single- en multi-core ferzjes, NEON, TrustZone, en multimedia mooglikheden. Cortex-R foar real-time systemen (auto's, automatisearring), en Cortex-M foar mikrokontrollers mei leech enerzjyferbrûk en kosteneffektiviteit.
• Apple SilikonApple's eigen ARM-basearre chips, fan 'e M1 oant de M3, mei Pro-, Max- en Ultra-farianten, dy't foarop rinne yn prestaasjes op laptops en buroblêden mei macOS.
• SnapdragonQualcomm's flaggeskipsearje, in soad brûkt yn mobile tillefoans en no yn ultrabooks en laptops mei Snapdragon X Elite en nije Copilot+ PC.

Relatearre artikel:

In nij Surface Pro-apparaat ferskynt yn Sineeske sertifisearring, mei in ARM-oandreaune ferfarsking.

Bestjoeringssysteem en softwarekompatibiliteit op ARM

Un aspecto clave es softwarekompatibiliteit, benammen yn buroblêdbestjoeringssystemen en applikaasjes:

• Android en iOSSystemen dy't fan it begjin ôf ûntworpen binne foar ARM, en soargje foar kompatibiliteit en goede prestaasjes op mobile tillefoans en tablets.
• LinuxBrede stipe foar distribúsjes lykas Ubuntu, Debian, Arch Linux, Kali, Gentoo, Oracle Linux en folle mear, lykas BSD (FreeBSD, NetBSD, OpenBSD).
• macOSSûnt 2020 hawwe Macs mei Apple Silicon allinich op ARM draaid, wêrby't de measte apps portearre of emulearre binne mei Rosetta 2.
• Windows 10 en 11 foar ARMFerbettere ferzjes dy't native apps en x86-emulaasje stypje, foaral tanksij Windows 11 Copilot+ en syn Prism-motor.

De grutte útdaging foar ARM-kompjûters op it stuit bliuwt de kompatibiliteit fan buroblêdapplikaasjes. Wylst in protte populêre apps al native ARM-ferzjes hawwe, is d'r noch spesjalisearre software dy't emulaasje fereasket of net optimalisearre is.

Merk en meast relevante ARM-kompjûterfabrikanten

Tsjintwurdich falle ferskate bedriuwen en apparaten op as trendsetters yn 'e ARM-merk foar kompjûters:

• Appel: mei syn MacBook, iMac, Mac Mini en Mac Studio basearre op Apple Silicon. Derneist brûke iPhone, iPad, Apple Watch en Apple TV ek ARM.
• MicrosoftDe ARM-kompjûters yn 'e Surface Pro X- en Surface Copilot+-searjes fertsjintwurdigje de ynset fan Redmond, mei native stipe foar Windows en optimalisaasje-ynspanningen.
• Qualcommlieder yn mobile tillefoans mei Snapdragon, en op it stuit yn ultrabooks en laptops mei Snapdragon X Elite en Copilot+ PC.
• GoogleChrome OS op Chromebooks, mei in geweldige batterijlibben en kompatibiliteit mei Android-apps.
• Samsung, HP, Acer, LenovoSe biede laptops, tablets en cabriolet-modellen oan mei ARM-chips en foarôf ynstalleare Windows 11 ARM, wêrby't prioriteit wurdt jûn oan autonomy en lichtgewicht ûntwerp.
• Raspberry Pi: it makkersplatfoarm dat ARM nei miljoenen brûkers brocht hat, en programmearring, robotika en IoT befoarderet.

Wichtige ferskillen tusken ARM en x86 (Intel/AMD)

Foar in protte is de wichtichste fraach: hoe ferskilt in ARM-prosessor eins fan in Intel- of AMD x86-prosessor?

• Tipo de instruccionesARM brûkt RISC, mei ienfâldige en koarte ynstruksjes; x86 is CISC, mei komplekse en lange ynstruksjes.
• Prestaasjes per wattARM blinkt út yn enerzjy-effisjinsje, ideaal foar batterijen en passive systemen; x86 rau krêft foar easkenfolle taken.
• BoukundeARM is modulêr en oanpasber, x86 is mear sletten en homogeen.
• Softwarekompatibiliteitx86 hat tsientallen jierren native software, mar ARM beweecht rap mei apps en cross-platform.
• Mercado objetivoARM domineart yn mobyl, IoT en groeit yn laptops en servers; x86 op PC's, gaming en legacy.

De takomst fan ARM-kompjûters: wat kinne wy ​​ferwachtsje?

El takomst fan ARM It ûntstiet as in tige lykwichtige opsje foar laptops, cabrioletcomputers, mini-PC's en, hieltyd faker, buroblêden en servers. De kaai sil wêze om ûntwikkelders te motivearjen om applikaasjes te optimalisearjen en emulaasje te ferbetterjen, wylst se ynnovaasje yn krêft en effisjinsje behâlde.

Apple bliuwt foarop rinne mei syn Silicon en sletten ekosysteem, wylst Microsoft, Google en oare fabrikanten wedzje op it útwreidzjen fan kompatibiliteit en prestaasjes op ARM. De trend is nei hieltyd lichtere apparaten, mei grutte autonomy en foldwaande prestaasjes foar 90% fan it deistich gebrûk., wêrtroch't de rauwe krêft fan 'e x86 op 'e eftergrûn bliuwt.

It kompjûterlânskip wurdt radikaal transformearre troch ARM, dat is fan in protagonist yn mobile tillefoans gien nei in hieltyd mear oerhearskjende opsje op kompjûters en servers. It kiezen fan in apparaat mei in ARM-kearn belooft effisjinsje, alsidichheid en in takomst fol ynnovaasje.

Daniel Terrasa

Redakteur spesjalisearre yn technology en ynternetproblemen mei mear as tsien jier ûnderfining yn ferskate digitale media. Ik haw wurke as redakteur en ynhâldmakker foar e-commerce, kommunikaasje, online marketing en reklamebedriuwen. Ik haw ek skreaun op ekonomy, finânsjes en oare sektoaren websiden. Myn wurk is ek myn passy. No, troch myn artikels yn Tecnobits, Ik besykje alle nijs en nije kânsen te ferkennen dy't de wrâld fan technology ús elke dei biedt om ús libben te ferbetterjen.