ARMコンピュータの重要な機能とその利点

ARM アーキテクチャは、シンプルで強力な RISC 哲学を備え、エネルギー効率と柔軟性に優れています。
ARM コンピューターは、長いバッテリ寿命、低い消費電力、およびオペレーティングシステムやソフトウェアとの互換性の向上を実現します。
市場の動向は、ARM がモバイルデバイスの枠を超えて拡大し、ラップトップ、デスクトップ、サーバーを制覇することを示しています。

この記事は、あなたを魅惑的な宇宙に浸らせるよう誘います。 ARMコンピューター。ここでは、その歴史、仕組み、実際の使用法、他のアーキテクチャ (Intel や AMD の x86 など) との違い、長所と短所について詳しく見ていきます。

ほんの数十年前、「プロセッサ」という言葉を聞いたとき、最初に思い浮かんだのは次のようなブランドでした。インテル o AMD、有名な PC チップを搭載しています。しかし近年、この分野で名を馳せている新たなプレーヤーが登場し、コンピューター、携帯電話、そしてあらゆる種類のデジタル機器に対する私たちの理解に革命をもたらしました。 procesadores ARM。しかし、このアーキテクチャの背後には一体何があるのでしょうか? 他の従来のプロセッサに比べて、実際の利点は何でしょうか?

ARM プロセッサはどのように動作するのでしょうか?主な原則とx86との違い

ARMアーキテクチャの鍵は 命令セットのシンプルさと効率性。 RISC 哲学に基づいている ARM CPU は、CISC (Intel および AMD の x86 に典型的) のような複雑で長い命令ではなく、非常に基本的な操作 (加算、減算、データ移動、ジャンプなど) を個別のクロックサイクルで実行します。これはARMチップが トランジスタ数が少ないこれは次のことを意味します。

Menor consumo energético.
発生する熱の低減。
Menor coste de fabricación.

新しい設計（ARMv8やARMv9など）では、 ARM プロセッサは、32 ビットモードと 64 ビットモードの両方で動作できます。日常的なタスクでは、x86 のライバル製品の処理能力に匹敵し、場合によってはそれを上回ります。その コアカスタマイズ 各メーカーが特定のユニットを追加したり、キャッシュメモリを拡張したり、グラフィックコプロセッサや人工知能を追加したりできるようになります。

操作モードも 2 つあります。

ARMモード: 32ビット命令、最大のパワーとパフォーマンス
親指モード: 16ビットの圧縮命令、低消費電力、高コード密度、メモリ制限のあるデバイスに最適

シンプルであることは、パワーが不足していることを意味するものではありません。 ARM の現在のバージョンには、高度なパイプライン、パイプライン、分岐予測、および複数のコアが備わっています。特にエネルギー効率が重要となるタスクでは、最高の x86 チップのパフォーマンスに非常に近づきます。

ARMコンピュータの主な機能

ARM プロセッサを搭載したコンピューターの何が特別なのかを完全に理解するには、そのすべての機能を検討する必要があります。 技術仕様ハードウェアレベルと論理アーキテクチャレベルの両方で:

Arquitectura RISC: シンプルな命令、高速実行、少ないトランジスタ
コアカスタマイズ: メーカーはデザインを変更したり、グラフィック、AI、セキュリティなどを統合したりできます。
超低消費電力: アクティブ冷却システムのないポータブルデバイスや機器に最適
32ビットと64ビットの互換性最新世代では両方をサポートしており、速度とメモリ容量の両方が向上しています。
キャッシュとメモリの効率: 最適化されたL1/L2キャッシュとデータバスの統合
拡張命令サポート: 最新モデルでは、Thumbモード、SIMDサポート（NEON）、浮動小数点ユニット、人工知能向け拡張機能を搭載
Licencia abierta: 誰でも設計ライセンスを支払うことで独自の ARM ベースのチップを開発できます。これにより、多種多様な製品が生まれ、メーカー間の競争が激化しました。
幅広いオペレーティングシステムとの互換性: Android、iOS、Windows、Linux、macOS（最新のMac）、その他多数

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使用レベルでは、 ARM チップの普及は携帯電話やタブレットに限定されません。; ARM の効率性とスケーラビリティに依存するコンピューター、ラップトップ、ミニ PC、サーバー、さらにはスーパーコンピューターもますます増えています。

IntelやAMDに対するARMコンピュータの優位性

従来の x86 プロセッサ (Intel および AMD) に対する ARM アーキテクチャの利点は明らかです。強みとしては次のようなものがあります:

比類のないエネルギー効率: el consumo de electricidad はるかに小さくなり、 ノートパソコンのバッテリー寿命が延び、サーバーの電気代が削減されます。最新世代の ARM チップの中には、従来の x1 チップの消費電力が 15 ～ 45W であるのに対し、わずか 86W しか消費しないものもあります。
冷却をシンプルに：熱の発生を抑えることで、 強力なファンや複雑な放熱システムを必要としません。これにより、ファンレス設計、よりスリムで静かな筐体が可能になります。
最低製造価格トランジスタとシリコンが少なくなり、大量生産が容易になり、 コストを下げ、手頃な価格のコンピュータの作成を可能にする.
柔軟性とカスタマイズメーカーは、非常に小さな IoT デバイスから高性能コンピューターまで、あらゆるニーズに合わせてカスタムチップを作成できます。
継続的なアップデート: メーカー間の競争（Apple、Qualcomm、Samsung、MediaTek、NVIDIAなど） イノベーションを推進し、パフォーマンスと効率を継続的に改善します.
Soporte multiplataforma: Android、Linux、Chrome OS、Windows 10/11、macOSと互換性のあるARMコンピュータが一般的であり、 開発者とユーザーにとっての大きな汎用性.

これらの利点は ARMがモバイルの世界を征服し、ラップトップ、コンバーチブル、ミニPC、サーバーの分野で真剣に競争している理由。 Apple Silicon チップが Mac に搭載されたことで、電力とバッテリー寿命の優れたバランスを実現できることが実証され、他のメーカーも追随する道が開かれました。

現在の主な欠点と制限

もちろん、すべてが利点というわけではありません。 ARM コンピュータにも考慮する必要がある制限があります。:

ソフトウェアの互換性が限られている: 多くのアプリケーション（特にx86用に設計されたもの） ARMではネイティブには動作しない。エミュレーションシステム（AppleのRosetta 2やWindowsのPrismなど）はありますが、 パフォーマンスに影響が出る可能性があります.
いくつかのシナリオでは生のパワーが低い: 非常に要求の厳しいタスク（プロフェッショナルビデオ編集、エクストリームゲーム、CAD、高度な仮想化）では、ARMチップ 通常、最高のx86に遅れをとる.
最適化への依存：のために 最大限に活用する開発者は、ARM 向けにアプリケーションの特定のバージョンを作成する必要があります。
ハードウェアとコンポーネントの供給不足: aunque está cambiando rápidamente現時点では 市場における100% ARM互換のコンポーネントとアクセサリの選択肢が少ない特にヨーロッパとアメリカではそうです。
ゲームとカスタマイズの制限: ゲーミング PC では専用の GPU、より多くの RAM、アップグレード性が求められることが多く、ARM では x86 プラットフォームよりもさらに制限されます。

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ただし、メーカーや開発者が ARM にますます依存するようになるにつれて、これらの制限は時間の経過とともに軽減される傾向にあります。

ARMプロセッサの種類と技術の進化

ARM エコシステムには、初期の 16 ビットおよび 32 ビットチップから、サーバー、デスクトップ、ハイエンドラップトップを対象とした最新の 64 ビットチップまで、さまざまなバリアントとファミリがあります。主なものを見てみましょう:

ARM1、ARM2、ARM3: 歴史的な先駆者であり、初期のパーソナルコンピュータや組み込みシステムに広く使用されていました
ARM6、ARM7、ARM9、ARM11: 統合キャッシュ、マルチメディアサポート、SIMDおよびThumb命令の登場により、パワーと効率が徐々に進化しました。
StrongARMとXScale: DECとIntelからライセンス供与されたチップ。2000年代にPDA、携帯電話、産業用デバイスで非常に人気があった。
Cortex-A、Cortex-R、Cortex-M: 今日最も関連性の高い家族。汎用アプリケーション (スマートフォン、タブレット、ラップトップ) 向けの Cortex-A。シングルコアバージョンとマルチコアバージョンがあり、NEON、TrustZone、マルチメディア機能を備えています。 Cortex-R はリアルタイムシステム (自動車、自動化) 向け、Cortex-M は低電力でコスト効率の高いマイクロコントローラ向けです。
Appleシリコン: M1 から M3 までの Apple 独自の ARM ベースのチップには、Pro、Max、Ultra の各バージョンがあり、macOS を実行するラップトップやデスクトップのパフォーマンスをリードします。
Snapdragon: Qualcomm の主力製品シリーズ。携帯電話に広く使用されており、現在は Snapdragon X Elite と新しい Copilot+ PC を搭載したウルトラブックやラップトップにも使用されています。

新しい Surface Pro デバイスが中国認証で登場し、ARM 搭載のリフレッシュを予告しています。

ARMにおけるオペレーティングシステムとソフトウェアの互換性

Un aspecto clave es ソフトウェアの互換性特にデスクトップオペレーティングシステムとアプリケーションでは、次のようになります。

AndroidとiOS: 最初から ARM 向けに設計されたシステムで、携帯電話やタブレットでの互換性と優れたパフォーマンスを保証します。
リナックス: Ubuntu、Debian、Arch Linux、Kali、Gentoo、Oracle Linux などのディストリビューション、および BSD (FreeBSD、NetBSD、OpenBSD) を幅広くサポートしています。
macOS2020 年以降、Apple Silicon を搭載した Mac は ARM 上でのみ実行され、ほとんどのアプリは Rosetta 2 を使用して移植またはエミュレートされています。
ARM向けWindows 10および11: 特に Windows 86 Copilot+ とその Prism エンジンのおかげで、ネイティブアプリと x11 エミュレーションをサポートする改良バージョンです。

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ARMコンピュータにとっての現在の大きな課題は、 デスクトップアプリケーションの互換性。多くの人気アプリにはすでにネイティブ ARM バージョンがありますが、エミュレーションが必要な、または最適化されていない特殊なソフトウェアもまだ存在します。

市場と最も関連性の高いARMコンピュータメーカー

現在、コンピューター向け ARM 市場では、いくつかの企業とデバイスがトレンドセッターとして目立っています。

りんご: Apple Silicon をベースにした MacBook、iMac、Mac Mini、Mac Studio です。さらに、iPhone、iPad、Apple Watch、Apple TV も ARM を使用しています。
マイクロソフトSurface Pro X および Surface Copilot+ シリーズの ARM コンピューターは、Windows のネイティブサポートと最適化の取り組みによる、レドモンドの取り組みを表しています。
クアルコム: 携帯電話のリーダー Snapdragon、現在は Snapdragon X Elite と Copilot+ PC を搭載したウルトラブックやラップトップにも搭載されています。
グーグル: Chromebook 上の Chrome OS は、優れたバッテリー寿命と Android アプリの互換性を備えています。
サムスン、HP、エイサー、レノボ: ARM チップと Windows 11 ARM がプリインストールされたラップトップ、タブレット、コンバーチブルを提供し、自律性と軽量設計を重視しています。
ラズベリーパイ: ARM を何百万ものユーザーに提供し、プログラミング、ロボット工学、IoT を促進したメーカープラットフォーム。

ARMとx86（Intel/AMD）の主な違い

多くの人にとっての主な疑問は、「ARM プロセッサは、Intel または AMD x86 プロセッサと実際にどう違うのか？」ということです。

Tipo de instrucciones: ARM はシンプルで短い命令を持つ RISC を使用します。 x86 は CISC であり、命令が複雑で長いです。
ワットあたりのパフォーマンスARM はエネルギー効率に優れており、バッテリーやパッシブシステムに最適です。要求の厳しいタスクに対応する x86 のパワー。
建築: ARM はモジュール型でカスタマイズ可能であり、x86 はよりクローズドかつ均質です。
Compatibilidad de softwarex86 には何十年にもわたるネイティブソフトウェアがありますが、ARM はアプリとクロスプラットフォームで急速に進化しています。
Mercado objetivoARM はモバイル、IoT で優位に立っており、ラップトップやサーバーでも成長しています。 PC、ゲーム、レガシー上の x86。

ARM コンピューターの将来: 何が期待できるでしょうか?

El ARMの将来 これは、ラップトップ、コンバーチブル、ミニ PC、そしてますますデスクトップやサーバーにとって非常にバランスの取れた選択肢として登場しています。重要なのは、パワーと効率の革新を維持しながら、開発者がアプリケーションを最適化し、エミュレーションを改善するように動機付けることです。

Apple はシリコンとクローズドエコシステムで引き続き先頭に立っており、Microsoft、Google、その他のメーカーは ARM での互換性とパフォーマンスの拡大に注力しています。 傾向としては、優れた自律性と日常使用の 90% に十分なパフォーマンスを備えた、ますます軽量なデバイスが求められています。x86 の本来のパワーをバックグラウンドに残します。

コンピューティング環境はARMによって劇的に変化しつつある。 携帯電話の主役から、コンピューターやサーバー上でますます主流の選択肢になりつつあります。 ARM コアを搭載したデバイスを選択すると、効率性、汎用性、そして革新に満ちた未来が約束されます。

ダニエル・テラサ

テクノロジーとインターネット問題を専門とする編集者で、さまざまなデジタルメディアで 10 年以上の経験があります。私は、電子商取引、通信、オンラインマーケティング、広告会社で編集者およびコンテンツ作成者として働いてきました。経済、金融、その他の分野のウェブサイトにも執筆しています。私の仕事は私の情熱でもあります。さて、私の記事を通じて、 Tecnobits, 私は、私たちの生活を向上させるために、テクノロジーの世界が私たちに提供するすべてのニュースや新しい機会を毎日調査しようとしています。