Gnéithe agus buntáistí ríomhairí ARM: gach rud a theastaíonn uait a fháil amach

Tugann an t-alt seo cuireadh duit tumadh i ndomhan suimiúil an Ríomhairí ARM. Táimid chun breathnú níos géire ar a stair, ar an gcaoi a n-oibríonn siad, ar a n-úsáidí sa saol fíor, ar na difríochtaí le hailtireachtaí eile (amhail Intel agus x86 AMD), agus ar a láidreachtaí agus a laigí.

Díreach cúpla scór bliain ó shin, dá luaigh duine an focal "próiseálaí", ba é an chéad rud a tháinig chun cuimhne ná brandaí cosúil le Intel o AMD, lena sceallóga ríomhaire aitheanta. Mar sin féin, le blianta beaga anuas, tá ainm déanta ag imreoir nua dó féin san earnáil, ag réabhlóidiú an chaoi a dtuigimid ríomhairí, fóin phóca agus gach cineál gléasanna digiteacha: Próiseálaithe ARM. Ach cad atá taobh thiar den ailtireacht seo i ndáiríre? Cad iad na fíorbhuntáistí a bhaineann leis i gcomparáid le próiseálaithe traidisiúnta eile?

Conas a oibríonn próiseálaí ARM? Príomhphrionsabail agus difríochtaí le x86

Tá eochair ailtireacht ARM suite sa simplíocht agus éifeachtúlacht an tacair treoracha. Ós rud é go bhfuil siad bunaithe ar fhealsúnacht RISC, déanann LAPanna ARM oibríochtaí an-bhunúsacha (suimiú, dealú, gluaiseacht sonraí, léim, srl.) i dtimthriallta cloig aonair, seachas treoracha casta agus fada cosúil le CISC (tipiciúil de x86 ó Intel agus AMD). Ciallaíonn sé seo gur féidir le sliseanna ARM a bheith acu níos lú trasraitheoirí, rud a thugann le fios ina dhiaidh sin:

• Tomhaltas fuinnimh níos ísle.
• Laghdú ar an teas a ghintear.
• Costas déantúsaíochta níos ísle.

I ndearaí níos nuaí (mar shampla ARMv8 agus ARMv9), Is féidir le próiseálaí ARM oibriú i mód 32-giotán agus 64-giotán araon., ag teacht le cumhacht phróiseála a iomaitheoirí x86 i dtascanna laethúla agus uaireanta ag sárú na cumhachta sin. An saincheapadh lárnach ligeann sé do gach monaróir aonaid shonracha a chur leis, cuimhne taisce a leathnú, comhphróiseálaithe grafaicí nó intleacht shaorga a chur leis, etc.

Tá dhá mhodh oibríochta ann freisin:

• Mód ARMTreoracha 32-giotán, uasmhéid cumhachta agus feidhmíochta
• Mód OrdóigeTreoracha comhbhrúite 16-giotán, tomhaltas cumhachta níos ísle agus dlús cód níos airde, oiriúnach do ghléasanna a bhfuil teorainneacha cuimhne orthu

Ní chiallaíonn simplíocht easpa cumhachta: Tá píblíne chun cinn, píblíne, tuar brainse, agus ilchroíleacáin ag leaganacha reatha ARM., ag teacht an-ghar do fheidhmíocht na sceallóga x86 is fearr, go háirithe i dtascanna ina bhfuil éifeachtúlacht fuinnimh ríthábhachtach.

Príomhghnéithe ríomhairí ARM

Chun tuiscint iomlán a fháil ar a bhfuil speisialta i ríomhaire le próiseálaí ARM, ní mór dúinn breathnú ar a ghnéithe uile. tréithe teicniúla, ag leibhéal na crua-earraí agus na hailtireachta loighciúla araon:

• Ailtireacht RISCtreoir shimplí, forghníomhú tapa, níos lú trasraitheoirí
• Saincheapadh croíIs féidir le monaróirí an dearadh a mhodhnú, grafaicí, intleacht shaorga, slándáil, srl. a chomhtháthú.
• Tomhaltas fuinnimh thar a bheith íseal: oiriúnach do ghléasanna agus trealamh iniompartha gan chórais fuaraithe gníomhacha
• Comhoiriúnacht 32 agus 64 giotánTacaíonn na glúnta is déanaí leis an dá rud, ag feabhsú luas agus cumas cuimhne araon.
• Éifeachtúlacht taisce agus cuimhneComhtháthú taisce L1/L2 agus bus sonraí optamaithe
• Tacaíocht teagaisc leathnaitheMód ordóige, tacaíocht SIMD (NEON), aonaid snámhphointe agus síntí le haghaidh intleachta saorga sna samhlacha is déanaí
• Ceadúnas OscailteIs féidir le duine ar bith a sceallóga féin atá bunaithe ar ARM a fhorbairt tríd an gceadúnas dearaidh a íoc. Tá éagsúlacht ollmhór táirgí agus iomaíocht idir monaróirí mar thoradh air seo.
• Comhoiriúnacht leathan córas oibriúcháinAndroid, iOS, Windows, Linux, macOS (ar na Macs is déanaí), i measc go leor eile

Ag an leibhéal úsáide, Ní hamháin fóin phóca agus táibléid atá i gceist le scaipeadh sceallóga ARM.; Tá níos mó agus níos mó ríomhairí ARM, ríomhairí glúine, miniríomhairí pearsanta, freastalaithe agus fiú sárríomhairí ann a bhraitheann ar a n-éifeachtúlacht agus a n-inscálaitheacht.

Buntáistí ríomhairí ARM thar Intel agus AMD

Tá buntáistí ailtireacht ARM thar phróiseálaithe traidisiúnta x86 (Intel agus AMD) soiléir go leor. I measc na bpointí láidre tá:

• Éifeachtúlacht fuinnimh gan sárú: tomhaltas leictreachais i bhfad níos lú, rud a chiallaíonn Saol ceallraí níos faide do ríomhairí glúine agus billí leictreachais níos ísle do fhreastalaithe. Ní úsáideann cuid de na sceallóga ARM den ghlúin is déanaí ach 1W, i gcomparáid le 15-45W i gcás sceallóga x86 traidisiúnta.
• Fuarú déanta simplítrí níos lú teasa a tháirgeadh, Ní theastaíonn lucht leanúna cumhachtacha ná córais diomailt chasta uathu. Ligeann sé seo dearaí gan lucht leanúna, tithíocht níos caol agus níos ciúine.
• An praghas déantúsaíochta is ísleníos lú trasraitheoirí agus sileacain, níos éasca a tháirgeadh ar scála mór, costais a ísliú agus ríomhairí inacmhainne a chruthú.
• Solúbthacht agus saincheapthaIs féidir le monaróirí sceallóga saincheaptha a chruthú do gach riachtanas, ó fheistí IoT an-bheag go ríomhairí ardfheidhmíochta.
• Nuashonruithe leanúnachaIomaíocht idir monaróirí (Apple, Qualcomm, Samsung, MediaTek, NVIDIA, srl.) spreagann nuálaíocht agus feabhsú leanúnach ar fheidhmíocht agus éifeachtúlacht.
• Tacaíocht il-ardánIs gnách ríomhairí ARM a fheiceáil atá comhoiriúnach le Android, Linux, Chrome OS, Windows 10/11 agus macOS, rud a thairgeann... solúbthacht ollmhór do fhorbróirí agus d'úsáideoirí.

Míníonn na buntáistí seo Cén fáth a bhfuil ARManna tar éis an domhan soghluaiste a shárú agus go bhfuil siad anois ag iomaíocht go dáiríre i réimsí na ríomhairí glúine, na ríomhairí inchomhshóite, na mionríomhairí pearsanta agus na bhfreastalaithe.. Léirigh teacht sceallóga sileacain Apple i Macs gur féidir cothromaíocht mhaith a bhaint amach idir cumhacht agus saol na ceallraí, rud a réitíonn an bealach do mhonaróirí eile an rud céanna a dhéanamh.

Príomh-mhíbhuntáistí agus teorainneacha reatha

Ar ndóigh, ní hé na buntáistí go léir atá ann. Tá teorainneacha ag baint le ríomhairí ARM freisin nach mór a chur san áireamh.:

• Comhoiriúnacht bogearraí teorantago leor feidhmchlár (go háirithe iad siúd atá deartha le haghaidh x86) Ní oibríonn siad go dúchasach ar ARM. Cé go bhfuil córais aithrise ann (amhail Rosetta 2 Apple nó Prism ar Windows), d’fhéadfadh tionchar a bheith ag an bhfeidhmíocht.
• Cumhacht amh níos ísle i gcásanna áiritheI dtascanna an-éilitheacha (eagarthóireacht físe ghairmiúil, cearrbhachas foircneach, CAD, fíorúlú ardleibhéil), sceallóga ARM De ghnáth bíonn siad taobh thiar den x86 is fearr.
• Spleáchas ar uasmhéaduithe: as an leas is fearr a bhaint as, ní mór do fhorbróirí leaganacha sonracha dá n-fheidhmchláir a chruthú le haghaidh ARM.
• Soláthar níos ísle crua-earraí agus comhpháirteanna: cé go ag athrú go tapa, i láthair na huaire tá Níos lú roghanna ar an margadh le haghaidh comhpháirteanna agus gabhálais atá 100% comhoiriúnach le ARM, go háirithe san Eoraip agus i Meiriceá.
• Teorainneacha i gcearrbhachas agus i saincheapadhIs minic a bhíonn GPUanna tiomnaithe, níos mó RAM, agus in-uasghrádaithe ag teastáil ó ríomhairí pearsanta cearrbhachais, agus bíonn siad sin níos srianta fós ar ARM ná ar ardáin x86.

Is é an treocht, áfach, go laghdófar na teorainneacha seo le himeacht ama, de réir mar a bhraitheann monaróirí agus forbróirí níos mó ar ARM.

Cineálacha próiseálaithe ARM agus éabhlóid theicneolaíoch

Tá roinnt cineálacha agus teaghlaigh san éiceachóras ARM, ó na sceallóga 16 agus 32 giotán is luaithe go dtí na beithígh 64-giotán is déanaí atá dírithe ar fhreastalaithe, deasc agus ríomhairí glúine ardleibhéil. Féachfaimid ar na cinn is mó:

• ARM1, ARM2, ARM3ceannródaithe stairiúla, a úsáidtear go forleathan i ríomhairí pearsanta luatha agus i gcórais leabaithe
• ARM6, ARM7, ARM9, ARM11éabhlóid fhorásach i gcumhacht agus in éifeachtúlacht, le taisce comhtháite, tacaíocht ilmheán agus cuma treoracha SIMD agus Thumb
• StrongARM agus XScalesceallóga ceadúnaithe ó DEC agus Intel, an-tóir orthu sna 2000idí i PDAanna, fóin phóca agus gléasanna tionsclaíocha
• Cortex-A, Cortex-R, Cortex-Mna teaghlaigh is ábhartha inniu. Cortex-A le haghaidh feidhmchlár ilchuspóireach (fóin chliste, táibléid, ríomhairí glúine), le leaganacha aonchroí agus ilchroí, NEON, TrustZone, agus cumais ilmheán. Cortex-R do chórais fíor-ama (gluaisteáin, uathoibriú), agus Cortex-M do mhicrialtáin ísealchumhachta, cost-éifeachtacha.
• Sileacan AppleSceallóga ARM-bhunaithe Apple féin, ón M1 go dtí an M3, le malairtí Pro, Max, agus Ultra, atá i gceannas ar fheidhmíocht ar ríomhairí glúine agus deasc a ritheann macOS.
• SnapdragonRaon suaitheanta Qualcomm, a úsáidtear go forleathan i bhfóin phóca agus anois i ríomhairí ultrabook agus ríomhairí glúine leis an Snapdragon X Elite agus an ríomhaire Copilot+ nua.

Alt gaolmhar:

Tá feiste nua Surface Pro le feiceáil i ndeimhniú na Síne, ag spochadh athnuachan faoi thiomáint ARM.

Comhoiriúnacht córas oibriúcháin agus bogearraí ar ARM

Gné lárnach is ea comhoiriúnacht bogearraí, go háirithe i gcórais oibriúcháin agus feidhmchláir deisce:

• Android agus iOSCórais atá deartha ón tús do ARM, ag cinntiú comhoiriúnachta agus dea-fheidhmíochta ar fhóin phóca agus táibléid.
• LinuxTacaíocht leathan do dháiltí ar nós Ubuntu, Debian, Arch Linux, Kali, Gentoo, Oracle Linux agus go leor eile, chomh maith le BSD (FreeBSD, NetBSD, OpenBSD).
• MacOSÓ 2020 i leith, níor rith Macs le Apple Silicon ach ar ARM, agus rinneadh formhór na n-aipeanna a phortáil nó a aithris ag baint úsáide as Rosetta 2.
• Windows 10 agus 11 le haghaidh ARMLeaganacha feabhsaithe a thacaíonn le haipeanna dúchasacha agus aithris x86, go háirithe a bhuíochas le Windows 11 Copilot+ agus a inneall Prism.

Is é an dúshlán mór atá roimh ríomhairí ARM faoi láthair ná comhoiriúnacht feidhmchlár deisce. Cé go bhfuil leaganacha dúchasacha ARM ag go leor aipeanna coitianta cheana féin, tá bogearraí speisialaithe ann fós a éilíonn aithris nó nach bhfuil optamaithe.

Margadh agus na monaróirí ríomhairí ARM is ábhartha

Sa lá atá inniu ann, seasann roinnt cuideachtaí agus gléasanna amach mar threochtaí i margadh ARM do ríomhairí:

• Applelena MacBook, iMac, Mac Mini agus Mac Studio atá bunaithe ar Apple Silicon. Ina theannta sin, úsáideann iPhone, iPad, Apple Watch, agus Apple TV ARM freisin.
• microsoftLéiríonn ríomhairí ARM sna raonta Surface Pro X agus Surface Copilot+ tiomantas Redmond, le tacaíocht dhúchasach do Windows agus iarrachtaí optamaithe.
• Qualcommceannaire i bhfóin phóca le Snapdragon, agus faoi láthair i ultrabooks agus ríomhairí glúine le Snapdragon X Elite agus Copilot+ PC.
• googleChrome OS ar Chromebooks, le saolré ceallraí iontach agus comhoiriúnacht le haipeanna Android.
• Samsung, HP, Acer, LenovoCuireann siad ríomhairí glúine, táibléid, agus ríomhairí inchomhshóite ar fáil le sceallóga ARM agus Windows 11 ARM réamhshuiteáilte, ag tabhairt tús áite d'uathriail agus do dhearadh éadrom.
• Sú craobh Pían t-ardán déantóra a thug ARM chuig na milliúin úsáideoirí, ag cothú ríomhchlárúcháin, róbataic, agus Idirlíon na Rudaí.

Príomhdhifríochtaí idir ARM agus x86 (Intel/AMD)

Do go leor, is í an phríomhcheist ná: cén difríocht atá idir próiseálaí ARM agus próiseálaí Intel nó AMD x86?

• Cineál treorachaÚsáideann ARM RISC, le treoracha simplí agus gearra; Is CISC é x86, le treoracha casta agus fada.
• Feidhmíocht in aghaidh an vataTá ARM thar barr ó thaobh éifeachtúlachta fuinnimh de, agus tá sé oiriúnach do chadhnraí agus do chórais éighníomhacha; Cumhacht amh x86 le haghaidh tascanna dúshlánacha.
• AiltireachtTá ARM modúlach agus inoiriúnaithe, tá x86 níos dúnta agus níos aonchineálaí.
• Comhoiriúnacht bogearraíTá blianta fada de bhogearraí dúchasacha ag x86, ach tá ARM ag bogadh go gasta le haipeanna agus tras-ardán.
• Margadh spriceTá ARM i réim i soghluaisteacht, IoT agus tá sé ag fás i ríomhairí glúine agus freastalaithe; x86 ar ríomhairí pearsanta, cearrbhachas agus ríomhairí oidhreachta.

Todhchaí ríomhairí ARM: cad is féidir linn a bheith ag súil leis?

El todhchaí ARM Tá sé ag teacht chun cinn mar rogha an-chothrom do ríomhairí glúine, ríomhairí inchomhshóite, ríomhairí beaga agus, níos mó agus níos mó, ríomhairí deisce agus freastalaithe. Is é an rud is tábhachtaí ná forbróirí a spreagadh chun feidhmchláir a bharrfheabhsú agus aithris a fheabhsú, agus nuálaíocht i gcumhacht agus in éifeachtúlacht á cothabháil ag an am céanna.

Leanann Apple de bheith i gceannas ar an mbealach lena Silicon agus a éiceachóras dúnta, agus tá Microsoft, Google, agus monaróirí eile ag geallúint ar chomhoiriúnacht agus feidhmíocht a leathnú ar ARM. Is é an treocht atá ann ná gléasanna atá ag éirí níos éadroime, a bhfuil uathriail mhór acu agus feidhmíocht leordhóthanach le haghaidh 90% den úsáid laethúil., ag fágáil chumhacht amh an x86 sa chúlra.

Tá athrú radacach á dhéanamh ar thírdhreach na ríomhaireachta ag ARM, rud a tá sé imithe ó bheith ina phríomhcharachtar i bhfóin phóca go dtí bheith ina rogha atá ag éirí níos ceannasach ar ríomhairí agus ar fhreastalaithe. Geallann roghnú gléas le croí ARM éifeachtúlacht, solúbthacht agus todhchaí atá lán le nuálaíocht.

Ardán Daniel

Eagarthóir speisialaithe i gcúrsaí teicneolaíochta agus idirlín le níos mó ná deich mbliana de thaithí i meáin dhigiteacha éagsúla. D'oibrigh mé mar eagarthóir agus cruthaitheoir ábhair do ríomhthráchtáil, cumarsáid, margaíocht ar líne agus cuideachtaí fógraíochta. Scríobh mé freisin ar shuíomhanna gréasáin eacnamaíocht, airgeadais agus earnálacha eile. Is é mo chuid oibre freisin mo paisean. Anois, trí mo chuid alt i Tecnobits, Déanaim iarracht na nuacht agus na deiseanna nua go léir a chuireann saol na teicneolaíochta ar fáil dúinn gach lá chun ár saol a fheabhsú a fhiosrú.