Características e vantaxes dos ordenadores ARM: todo o que precisa saber

Este artigo convídate a mergullarte no fascinante universo de Ordenadores ARM. Imos analizar con máis detalle a súa historia, o seu funcionamento, os seus usos reais, as diferenzas con outras arquitecturas (como a x86 de Intel e AMD) e os seus puntos fortes e débiles.

Hai só unhas décadas, se alguén mencionaba a palabra "procesador", o primeiro que lle viña á mente eran marcas como Intel o AMD, cos seus coñecidos chips de PC. Non obstante, nos últimos anos, un novo actor fíxose un oco no sector, revolucionando a forma en que entendemos os ordenadores, os teléfonos móbiles e todo tipo de dispositivos dixitais: Procesadores ARM. Pero que hai realmente detrás desta arquitectura? Cales son as súas vantaxes reais sobre outros procesadores tradicionais?

Como funciona un procesador ARM? Principios clave e diferenzas con x86

A clave da arquitectura ARM reside en simplicidade e eficiencia do conxunto de instrucións. Ao estar baseadas na filosofía RISC, as CPU ARM executan operacións moi básicas (suma, resta, movemento de datos, saltos, etc.) en ciclos de reloxo individuais, en lugar de instrucións complexas e longas como CISC (típicas dos x86 de Intel e AMD). Isto significa que un chip ARM pode ter menos transistores, o que á súa vez implica:

• Menor consumo de enerxía.
• Redución da calor xerada.
• Custo de fabricación máis baixo.

En deseños máis novos (como ARMv8 e ARMv9), Un procesador ARM pode funcionar tanto en modo de 32 bits como de 64 bits., igualando e ás veces superando a potencia de procesamento dos seus rivais x86 nas tarefas cotiás. O/A personalización do núcleo permite que cada fabricante engada unidades específicas, expanda a memoria caché, engada coprocesadores gráficos ou intelixencia artificial, etc.

Tamén hai dous modos de funcionamento:

• Modo ARMInstrucións de 32 bits, máxima potencia e rendemento
• Modo de polgarInstrucións comprimidas de 16 bits, menor consumo de enerxía e maior densidade de código, ideal para dispositivos con limitacións de memoria

A simplicidade non significa falta de poder: As versións actuais de ARM teñen unha canalización avanzada, unha canalización, unha predición de ramificacións e varios núcleos., achegándose moito ao rendemento dos mellores chips x86, especialmente en tarefas onde a eficiencia enerxética é fundamental.

Principais características dos ordenadores ARM

Para comprender plenamente o que fai que un ordenador cun procesador ARM sexa especial, debemos analizar todas as súas características. especificacións técnicas, tanto a nivel de hardware como de arquitectura lóxica:

• Arquitectura RISCinstrución sinxela, execución rápida, menos transistores
• Personalización do núcleoOs fabricantes poden modificar o deseño, integrar gráficos, IA, seguridade, etc.
• Consumo de enerxía ultrabaixoIdeal para dispositivos e equipos portátiles sen sistemas de refrixeración activos
• Compatibilidade de 32 e 64 bitsAs últimas xeracións admiten ambas, mellorando tanto a velocidade como a capacidade de memoria.
• Eficiencia da caché e da memoriaIntegración de caché L1/L2 e bus de datos optimizados
• Soporte de instrucións ampliadoModo polgar, compatibilidade con SIMD (NEON), unidades de coma flotante e extensións para intelixencia artificial nos últimos modelos
• Licenza abertaCalquera pode desenvolver os seus propios chips baseados en ARM pagando a licenza de deseño. Isto xerou unha enorme variedade de produtos e competencia entre os fabricantes.
• Ampla compatibilidade con sistemas operativosAndroid, iOS, Windows, Linux, macOS (nos últimos Macs), entre moitos outros

A nivel de uso, A proliferación de chips ARM non se limita aos teléfonos móbiles e ás tabletas.; Cada vez hai máis ordenadores ARM, portátiles, mini PC, servidores e mesmo superordenadores que dependen da súa eficiencia e escalabilidade.

Vantaxes dos ordenadores ARM sobre Intel e AMD

As vantaxes da arquitectura ARM sobre os procesadores x86 tradicionais (Intel e AMD) son bastante obvias. Entre os puntos fortes están:

• Eficiencia enerxética sen igual: consumo de electricidade é moito máis pequeno, o que se traduce en Maior duración da batería para portátiles e menores facturas de electricidade para servidores. Algúns chips ARM de última xeración consomen apenas 1 W, en comparación cos 15-45 W dos chips x86 convencionais.
• Refrixeración simplificada: producindo menos calor, Non requiren ventiladores potentes nin sistemas de disipación complexos. Isto permite deseños sen ventilador, carcasas máis delgadas e silenciosas.
• Prezo de fabricación máis baixomenos transistores e silicio, máis fácil de producir a grande escala, redución de custos e facilitación da creación de ordenadores accesibles.
• Flexibilidade e personalizaciónOs fabricantes poden crear chips personalizados para cada necesidade, desde dispositivos IoT moi pequenos ata ordenadores de alto rendemento.
• Actualizacións constantesCompetencia entre fabricantes (Apple, Qualcomm, Samsung, MediaTek, NVIDIA, etc.) impulsa a innovación e a mellora continua do rendemento e a eficiencia.
• Soporte multiplataformaÉ común ver ordenadores ARM compatibles con Android, Linux, Chrome OS, Windows 10/11 e macOS, que ofrecen unha enorme versatilidade para desenvolvedores e usuarios.

Estas vantaxes explican Por que os ARM conquistaron o mundo móbil e agora compiten seriamente nos campos dos portátiles, convertibles, mini PC e servidores. A chegada dos chips de silicio de Apple aos Macs demostrou que se pode conseguir un gran equilibrio entre potencia e duración da batería, o que abriu o camiño para que outros fabricantes sigan o exemplo.

Principais desvantaxes e limitacións actuais

Por suposto, non todo son vantaxes. Os ordenadores ARM tamén teñen limitacións que cómpre ter en conta.:

• Compatibilidade de software limitadamoitas aplicacións (especialmente as deseñadas para x86) Non funcionan de forma nativa en ARM. Aínda que existen sistemas de emulación (como Rosetta 2 de Apple ou Prism en Windows), o rendemento pode verse afectado.
• Menor potencia bruta nalgúns escenariosEn tarefas moi esixentes (edición de vídeo profesional, xogos extremos, CAD, virtualización avanzada), os chips ARM Normalmente quedan por detrás dos mellores x86.
• Dependencia das optimizaciónspara sacarlle o máximo proveito, os desenvolvedores deben crear versións específicas das súas aplicacións para ARM.
• Menor subministración de hardware e compoñentesaínda que Está a cambiar rapidamente, neste momento hai Menos opcións para compoñentes e accesorios 100 % compatibles con ARM no mercado, especialmente en Europa e América.
• Limitacións nos xogos e na personalizaciónOs PC para xogos adoitan requirir GPU dedicadas, máis RAM e capacidade de actualización, que son aínda máis restrinxidas nas plataformas ARM que nas x86.

Non obstante, a tendencia é que estas limitacións se reduza co tempo, xa que os fabricantes e desenvolvedores confían cada vez máis en ARM.

Tipos de procesadores ARM e evolución tecnolóxica

O ecosistema ARM ten varias variantes e familias, desde os primeiros chips de 16 e 32 bits ata as últimas bestas de 64 bits destinadas a servidores, ordenadores de sobremesa e portátiles de gama alta. Vexamos os principais:

• ARM1, ARM2, ARM3pioneiros históricos, amplamente empregados nos primeiros ordenadores persoais e sistemas integrados
• ARM6, ARM7, ARM9, ARM11evolución progresiva en potencia e eficiencia, con caché integrada, soporte multimedia e a aparición de instrucións SIMD e Thumb
• StrongARM e XScale: chips con licenza de DEC e Intel, moi populares na década de 2000 en PDAs, teléfonos móbiles e dispositivos industriais
• Cortex-A, Cortex-R, Cortex-M: as familias máis relevantes na actualidade. Cortex-A para aplicacións de propósito xeral (teléfonos intelixentes, tabletas, portátiles), con versións dun e varios núcleos, NEON, TrustZone e capacidades multimedia. Cortex-R para sistemas en tempo real (automóbiles, automatización) e Cortex-M para microcontroladores de baixo consumo e rendibles.
• Silicio de AppleOs chips baseados en ARM de Apple, dende o M1 ata o M3, con variantes Pro, Max e Ultra, que lideran o camiño en rendemento en portátiles e ordenadores de sobremesa con macOS.
• SnapdragonA gama insignia de Qualcomm, amplamente empregada en teléfonos móbiles e agora en ultrabooks e portátiles con Snapdragon X Elite e o novo Copilot+ PC.

Artigo relacionado:

Un novo dispositivo Surface Pro aparece na certificación chinesa, provocando unha actualización alimentada por ARM.

Compatibilidade de sistemas operativos e software en ARM

Un aspecto clave é compatibilidade de software, especialmente en sistemas operativos e aplicacións de escritorio:

• Android e iOSSistemas deseñados dende o principio para ARM, garantindo a compatibilidade e un bo rendemento en teléfonos móbiles e tabletas.
• LinuxAmpla compatibilidade con distribucións como Ubuntu, Debian, Arch Linux, Kali, Gentoo, Oracle Linux e moitas máis, así como BSD (FreeBSD, NetBSD, OpenBSD).
• macOSDesde 2020, os Mac con Apple Silicon só funcionan con ARM, e a maioría das aplicacións foron portadas ou emuladas usando Rosetta 2.
• Windows 10 e 11 para ARMVersións melloradas que admiten aplicacións nativas e emulación x86, especialmente grazas a Windows 11 Copilot+ e o seu motor Prism.

O gran reto para os ordenadores ARM agora mesmo segue sendo o compatibilidade de aplicacións de escritorio. Aínda que moitas aplicacións populares xa teñen versións nativas de ARM, aínda hai software especializado que require emulación ou non está optimizado.

Mercado e fabricantes de ordenadores ARM máis relevantes

Hoxe en día, varias empresas e dispositivos destacan como pioneiros no mercado ARM para ordenadores:

• Mazácos seus MacBook, iMac, Mac Mini e Mac Studio baseados en Apple Silicon. Ademais, o iPhone, o iPad, o Apple Watch e o Apple TV tamén usan ARM.
• MicrosoftOs ordenadores ARM das gamas Surface Pro X e Surface Copilot+ representan o compromiso de Redmond, con compatibilidade nativa para Windows e esforzos de optimización.
• Qualcomm: líder en teléfonos móbiles con Snapdragone, actualmente, en ultrabooks e portátiles con Snapdragon X Elite e Copilot+ PC.
• GoogleChrome OS en Chromebooks, con gran duración da batería e compatibilidade con aplicacións de Android.
• Samsung, HP, Acer, LenovoOfrecen portátiles, tabletas e convertibles con chips ARM e Windows 11 ARM preinstalado, priorizando a autonomía e o deseño lixeiro.
• Framboesa Pi: a plataforma para fabricantes que levou ARM a millóns de usuarios, fomentando a programación, a robótica e a IoT.

Diferenzas principais entre ARM e x86 (Intel/AMD)

Para moitos, a pregunta principal é: en que se diferencia realmente un procesador ARM dun procesador Intel ou AMD x86?

• Tipo de instruciónsARM usa RISC, con instrucións sinxelas e curtas; x86 é CISC, con instrucións complexas e longas.
• Rendemento por vatioARM destaca pola súa eficiencia enerxética, ideal para baterías e sistemas pasivos; Potencia bruta x86 para tarefas esixentes.
• ArquitecturaARM é modular e personalizable, x86 é máis pechado e homoxéneo.
• Compatibilidade do softwarex86 ten décadas de software nativo, pero ARM avanza rápido coas aplicacións e a multiplataforma.
• Mercado obxectivoARM domina nos móbiles e na IoT e está a medrar en portátiles e servidores; x86 en PC, xogos e sistemas herdados.

O futuro dos ordenadores ARM: que podemos esperar?

El futuro de ARM Está a emerxer como unha opción moi equilibrada para portátiles, convertibles, mini PC e, cada vez máis, ordenadores de sobremesa e servidores. A clave será motivar os desenvolvedores para optimizar as aplicacións e mellorar a emulación, mantendo ao mesmo tempo a innovación en potencia e eficiencia.

Apple continúa a liderar o camiño co seu ecosistema pechado e de silicio, mentres que Microsoft, Google e outros fabricantes apostan por ampliar a compatibilidade e o rendemento en ARM. A tendencia é cara a dispositivos cada vez máis lixeiros, con gran autonomía e rendemento suficiente para o 90 % do uso diario., deixando a potencia bruta do x86 en segundo plano.

O panorama da informática está a ser transformado radicalmente por ARM, que pasou de ser protagonista nos teléfonos móbiles a converterse nunha opción cada vez máis predominante en ordenadores e servidores. Escoller un dispositivo cun núcleo ARM promete eficiencia, versatilidade e un futuro cheo de innovación.

Daniel Terrasa

Editor especializado en temas de tecnoloxía e internet con máis de dez anos de experiencia en diferentes medios dixitais. Traballei como editor e creador de contidos para empresas de comercio electrónico, comunicación, marketing online e publicidade. Tamén escribín en sitios web de economía, finanzas e outros sectores. O meu traballo tamén é a miña paixón. Agora, a través dos meus artigos en Tecnobits, intento explorar todas as novidades e novas oportunidades que cada día nos ofrece o mundo da tecnoloxía para mellorar as nosas vidas.