Karatteristiċi u benefiċċji tal-kompjuters ARM: dak kollu li għandek bżonn tkun taf

Dan l-artiklu jistiednek tidħol fl-univers affaxxinanti ta' Kompjuters ARM. Se nagħtu ħarsa aktar mill-qrib lejn l-istorja tagħhom, kif jaħdmu, l-użi tagħhom fil-ħajja reali, id-differenzi ma' arkitetturi oħra (bħall-x86 ta' Intel u AMD), u l-punti tajbin u dgħajfa tagħhom.

Ftit deċennji ilu biss, jekk xi ħadd kien isemmi l-kelma "proċessur", l-ewwel ħaġa li kienet tiġi f'moħħu kienet marki bħal Intel o AMD, biċ-ċipep tal-PC magħrufa sew tagħha. Madankollu, f'dawn l-aħħar snin, attur ġdid għamel isem għalih innifsu fis-settur, billi rrivoluzzjona l-mod kif nifhmu l-kompjuters, it-telefowns ċellulari u kull tip ta' apparat diġitali: procesadores ARM. Imma x'hemm verament wara din l-arkitettura? X'inhuma l-vantaġġi reali tiegħu fuq proċessuri tradizzjonali oħra?

Kif jaħdem proċessur ARM? Prinċipji ewlenin u differenzi ma' x86

Iċ-ċavetta għall-arkitettura ARM tinsab fil- sempliċità u effiċjenza tas-sett ta' istruzzjonijiet. Billi huma bbażati fuq il-filosofija RISC, is-CPUs tal-ARM jesegwixxu operazzjonijiet bażiċi ħafna (żieda, tnaqqis, moviment tad-dejta, qabża, eċċ.) f'ċikli individwali tal-arloġġ, minflok struzzjonijiet kumplessi u twal bħas-CISC (tipiċi tal-x86 minn Intel u AMD). Dan ifisser li ċippa ARM jista' jkollha inqas transistors, li min-naħa tiegħu jimplika:

• Menor consumo energético.
• Tnaqqis tas-sħana ġġenerata.
• Menor coste de fabricación.

F'disinji aktar ġodda (bħal ARMv8 u ARMv9), Proċessur ARM jista' jaħdem kemm fil-modi ta' 32-bit kif ukoll ta' 64-bit., li tlaħħaq u xi kultant tisboq il-qawwa tal-ipproċessar tar-rivali x86 tagħha f'kompiti ta' kuljum. Il- personalizzazzjoni ewlenija jippermetti lil kull manifattur iżid unitajiet speċifiċi, jespandi l-memorja cache, iżid koproċessuri grafiċi jew intelliġenza artifiċjali, eċċ.

Hemm ukoll żewġ modi ta' operazzjoni:

• Modalità ARMIstruzzjonijiet ta' 32-bit, qawwa u prestazzjoni massima
• Modalità ThumbIstruzzjonijiet ikkompressati ta' 16-il bit, konsum ta' enerġija aktar baxx u densità ta' kodiċi ogħla, ideali għal apparati b'limitazzjonijiet tal-memorja

Is-sempliċità ma tfissirx nuqqas ta’ poter: Il-verżjonijiet attwali tal-ARM għandhom pipeline avvanzat, pipeline, tbassir tal-fergħat, u qlub multipli., u joqrob ħafna lejn il-prestazzjoni tal-aqwa ċipep x86, speċjalment f'kompiti fejn l-effiċjenza enerġetika hija kritika.

Karatteristiċi ewlenin tal-kompjuters ARM

Biex nifhmu bis-sħiħ x'jagħmel kompjuter bi proċessur ARM speċjali, irridu nħarsu lejn il-karatteristiċi kollha tiegħu. speċifikazzjonijiet tekniċi, kemm fil-livell tal-ħardwer kif ukoll f'dak tal-arkitettura loġika:

• Arquitectura RISCistruzzjoni sempliċi, eżekuzzjoni veloċi, inqas transistors
• Personalizzazzjoni ewlenijaIl-manifatturi jistgħu jimmodifikaw id-disinn, jintegraw il-grafika, l-AI, is-sigurtà, eċċ.
• Konsum ta' enerġija ultra baxxideali għal apparati u tagħmir portabbli mingħajr sistemi ta' tkessiħ attivi
• Kompatibilità ta' 32 u 64 bitL-aħħar ġenerazzjonijiet jappoġġjaw it-tnejn, u jtejbu kemm il-veloċità kif ukoll il-kapaċità tal-memorja.
• Effiċjenza tal-cache u tal-memorjaIntegrazzjoni ta' cache L1/L2 u xarabank tad-dejta ottimizzati
• Appoġġ estiż għall-istruzzjonijietModalità Thumb, appoġġ SIMD (NEON), unitajiet f'wiċċ l-ilma u estensjonijiet għall-intelliġenza artifiċjali fl-aħħar mudelli
• Licencia abiertaKulħadd jista' jiżviluppa ċ-ċipep tiegħu stess ibbażati fuq l-ARM billi jħallas il-liċenzja tad-disinn. Dan ġġenera varjetà kbira ta’ prodotti u kompetizzjoni bejn il-manifatturi.
• Kompatibilità wiesgħa tas-sistema operattivaAndroid, iOS, Windows, Linux, macOS (fuq l-aħħar Macs), fost ħafna oħrajn

Fil-livell tal-użu, Il-proliferazzjoni taċ-ċipep ARM mhijiex limitata għal telefowns ċellulari u tablets.; Hemm aktar u aktar kompjuters ARM, laptops, mini PCs, servers u anke superkompjuters li jiddependu fuq l-effiċjenza u l-iskalabbiltà tagħhom.

Vantaġġi tal-kompjuters ARM fuq Intel u AMD

Il-vantaġġi tal-arkitettura ARM fuq il-proċessuri tradizzjonali x86 (Intel u AMD) huma pjuttost ovvji. Fost il-punti b'saħħithom hemm:

• Effiċjenza fl-enerġija mingħajr paragun: el consumo de electricidad huwa ħafna iżgħar, li jissarraf fi Aktar ħajja tal-batterija għal-laptops u kontijiet tad-dawl aktar baxxi għas-servers. Xi ċipep ARM tal-aħħar ġenerazzjoni jikkunsmaw bilkemm 1W, meta mqabbla ma' 15-45W għaċ-ċipep x86 konvenzjonali.
• Tkessiħ sempliċibilli tipproduċi inqas sħana, Ma jeħtiġux fannijiet qawwija jew sistemi kumplessi ta' dissipazzjoni. Dan jippermetti disinji mingħajr fann, housings irqaq u aktar kwieti.
• L-inqas prezz tal-manifatturainqas transistors u silikon, aktar faċli biex jiġu prodotti fuq skala kbira, it-tnaqqis tal-ispejjeż u l-possibbiltà tal-ħolqien ta' kompjuters bi prezz raġonevoli.
• Flexibilidad y personalizaciónIl-manifatturi jistgħu joħolqu ċipep apposta għal kull ħtieġa, minn apparati IoT żgħar ħafna sa kompjuters ta’ prestazzjoni għolja.
• Aġġornamenti kostantiKompetizzjoni bejn il-manifatturi (Apple, Qualcomm, Samsung, MediaTek, NVIDIA, eċċ.) imexxi l-innovazzjoni u t-titjib kontinwu tal-prestazzjoni u l-effiċjenza.
• Soporte multiplataformaHuwa komuni li tara kompjuters ARM kompatibbli ma' Android, Linux, Chrome OS, Windows 10/11 u macOS, li joffru versatilità enormi għall-iżviluppaturi u l-utenti.

Dawn il-vantaġġi jispjegaw Għaliex l-ARMs rebħu d-dinja mobbli u issa qed jikkompetu bis-serjetà fl-oqsma tal-laptops, konvertibbli, mini PCs u servers. Il-wasla taċ-ċipep tas-silikon ta' Apple fil-Macs uriet li jista' jinkiseb bilanċ tajjeb bejn il-qawwa u l-ħajja tal-batterija, u wittiet it-triq biex manifatturi oħra jagħmlu l-istess.

Żvantaġġi u limitazzjonijiet ewlenin attwali

Naturalment, mhux kollox huwa vantaġġi. Il-kompjuters ARM għandhom ukoll limitazzjonijiet li jeħtieġ li jiġu kkunsidrati.:

• Kompatibilità limitata tas-softwerħafna applikazzjonijiet (speċjalment dawk iddisinjati għal x86) Ma jaħdmux b'mod nattiv fuq ARM. Għalkemm jeżistu sistemi ta' emulazzjoni (bħal Rosetta 2 ta' Apple jew Prism fuq Windows), il-prestazzjoni tista' tiġi affettwata.
• Qawwa mhux ipproċessata aktar baxxa f'xi xenarjiF'kompiti impenjattivi ħafna (editjar tal-vidjow professjonali, logħob estrem, CAD, virtualizzazzjoni avvanzata), ċipep ARM Normalment jaqgħu lura mill-aqwa x86.
• Dipendenza fuq l-ottimizzazzjonijietgħal ħu l-aħjar minnha, l-iżviluppaturi jridu joħolqu verżjonijiet speċifiċi tal-applikazzjonijiet tagħhom għall-ARM.
• Provvista aktar baxxa ta' ħardwer u komponenti: aunque está cambiando rápidamente, fil-mument hemm Inqas għażliet għal komponenti u aċċessorji 100% kompatibbli mal-ARM fis-suq, speċjalment fl-Ewropa u l-Amerika.
• Limitazzjonijiet fil-logħob u l-adattamentIl-PCs tal-logħob spiss jeħtieġu GPUs dedikati, aktar RAM, u kapaċità ta' aġġornament, li huma saħansitra aktar ristretti fuq ARM milli fuq pjattaformi x86.

Madankollu, ix-xejra hija li dawn il-limitazzjonijiet jitnaqqsu maż-żmien, hekk kif il-manifatturi u l-iżviluppaturi qed jiddependu dejjem aktar fuq l-ARM.

Tipi ta' proċessuri ARM u l-evoluzzjoni teknoloġika

L-ekosistema ARM għandha diversi varjanti u familji, mill-ewwel ċipep ta’ 16 u 32-bit sal-aħħar kompjuters ta’ 64-bit immirati lejn servers, desktops, u laptops ta’ kwalità għolja. Ejja nagħtu ħarsa lejn dawk ewlenin:

• ARM1, ARM2, ARM3: pijunieri storiċi, użati ħafna fil-kompjuters personali bikrija u fis-sistemi integrati
• ARM6, ARM7, ARM9, ARM11: evoluzzjoni progressiva fil-qawwa u l-effiċjenza, b'cache integrata, appoġġ multimedjali u d-dehra ta' struzzjonijiet SIMD u Thumb
• StrongARM u XScale: ċipep liċenzjati minn DEC u Intel, popolari ħafna fis-snin 2000 fil-PDAs, mowbajls u apparati industrijali
• Cortex-A, Cortex-R, Cortex-M: l-aktar familji rilevanti llum. Cortex-A għal applikazzjonijiet ta' skop ġenerali (smartphones, tablets, laptops), b'verżjonijiet b'qalba waħda u b'ħafna qalba, NEON, TrustZone, u kapaċitajiet multimedjali. Cortex-R għal sistemi f'ħin reali (karozzi, awtomazzjoni), u Cortex-M għal mikrokontrolluri b'konsum baxx ta' enerġija u kosteffettivi.
• Silikon tat-tuffieħIċ-ċipep ibbażati fuq l-ARM ta' Apple stess, mill-M1 sal-M3, bil-varjanti Pro, Max, u Ultra, li huma minn ta' quddiem fil-prestazzjoni fuq laptops u desktops li jħaddmu macOS.
• SnapdragonIl-firxa ewlenija ta' Qualcomm, użata ħafna fit-telefowns ċellulari u issa f'ultrabooks u laptops bi Snapdragon X Elite u l-Copilot+ PC il-ġdid.

Artiklu relatat:

Apparat ġdid ta 'Surface Pro jidher fiċ-ċertifikazzjoni Ċiniża, li jqanqal aġġornament li jaħdem bl-ARM.

Kompatibilità tas-sistema operattiva u s-softwer fuq ARM

Aspett ewlieni wieħed huwa kompatibilità tas-softwer, speċjalment f'sistemi operattivi u applikazzjonijiet tad-desktop:

• Android u iOSSistemi ddisinjati mill-bidu nett għal ARM, li jiżguraw kompatibilità u prestazzjoni tajba fuq mowbajls u tablets.
• LinuxAppoġġ wiesa' għal distribuzzjonijiet bħal Ubuntu, Debian, Arch Linux, Kali, Gentoo, Oracle Linux u ħafna aktar, kif ukoll BSD (FreeBSD, NetBSD, OpenBSD).
• macOSMill-2020 'l hawn, il-Macs b'Apple Silicon bdew jaħdmu biss fuq ARM, bil-biċċa l-kbira tal-apps jiġu portati jew emulati bl-użu ta' Rosetta 2.
• Windows 10 u 11 għal ARMVerżjonijiet imtejba li jappoġġjaw apps nattivi u emulazzjoni x86, speċjalment grazzi għal Windows 11 Copilot+ u l-magna Prism tagħha.

L-isfida kbira għall-kompjuters ARM bħalissa tibqa' kompatibilità tal-applikazzjonijiet tad-desktop. Filwaqt li ħafna apps popolari diġà għandhom verżjonijiet ARM nattivi, għad hemm softwer speċjalizzat li jeħtieġ emulazzjoni jew mhux ottimizzat.

Suq u l-aktar manifatturi rilevanti tal-kompjuters ARM

Illum, diversi kumpaniji u apparati jispikkaw bħala dawk li jfasslu t-tendenzi fis-suq tal-ARM għall-kompjuters:

• Tuffieħ: bil-MacBook, l-iMac, il-Mac Mini u l-Mac Studio tagħha bbażati fuq Apple Silicon. Barra minn hekk, iPhone, iPad, Apple Watch, u Apple TV jużaw ukoll ARM.
• MicrosoftIl-kompjuters ARM fil-firxiet Surface Pro X u Surface Copilot+ jirrappreżentaw l-impenn ta’ Redmond, b’appoġġ nattiv għal Windows u sforzi ta’ ottimizzazzjoni.
• Qualcomm: mexxej fit-telefowns ċellulari bi Snapdragon, u bħalissa f'ultrabooks u laptops b'Snapdragon X Elite u Copilot+ PC.
• GoogleChrome OS fuq Chromebooks, b'ħajja kbira tal-batterija u kompatibilità mal-apps Android.
• Samsung, HP, Acer, LenovoHuma joffru laptops, tablets, u konvertibbli b'ċipep ARM u Windows 11 ARM installat minn qabel, billi jagħtu prijorità lill-awtonomija u d-disinn ħafif.
• Lampun Pi: il-pjattaforma tal-produtturi li ġabet l-ARM lil miljuni ta' utenti, trawwmet l-ipprogrammar, ir-robotika, u l-IoT.

Differenzi ewlenin bejn ARM u x86 (Intel/AMD)

Għal ħafna, il-mistoqsija ewlenija hija: kif verament jiddifferixxi proċessur ARM minn proċessur Intel jew AMD x86?

• Tipo de instruccionesARM juża RISC, b'istruzzjonijiet sempliċi u qosra; x86 huwa CISC, b'istruzzjonijiet kumplessi u twal.
• Prestazzjoni għal kull wattARM teċċella fl-effiċjenza tal-enerġija, ideali għal batteriji u sistemi passivi; Qawwa mhux ipproċessata x86 għal kompiti impenjattivi.
• ArkitetturaL-ARM hija modulari u personalizzabbli, l-x86 hija aktar magħluqa u omoġenja.
• Kompatibilità tas-softwerL-x86 għandu għexieren ta' snin ta' softwer nattiv, iżda l-ARM qed jimxi malajr bl-apps u l-cross-platform.
• Mercado objetivoL-ARM tiddomina fil-mowbajl, l-IoT u qed tikber fil-laptops u s-servers; x86 fuq PCs, logħob u legati.

Il-futur tal-kompjuters ARM: x'nistgħu nistennew?

El il-futur tal-ARM Qed tidher li hija għażla bbilanċjata ħafna għal-laptops, konvertibbli, mini PCs u, dejjem aktar, desktops u servers. Iċ-ċavetta se tkun li l-iżviluppaturi jiġu mmotivati ​​biex jottimizzaw l-applikazzjonijiet u jtejbu l-emulazzjoni, filwaqt li tinżamm l-innovazzjoni fil-qawwa u l-effiċjenza.

Apple tkompli tmexxi t-triq bis-Silikon u l-ekosistema magħluqa tagħha, filwaqt li Microsoft, Google, u manifatturi oħra qed jimħatru fuq l-espansjoni tal-kompatibilità u l-prestazzjoni fuq l-ARM. It-tendenza hija lejn apparati dejjem aktar eħfef, b'awtonomija kbira u prestazzjoni suffiċjenti għal 90% tal-użu ta' kuljum., u jħalli l-qawwa mhux ipproċessata tal-x86 fl-isfond.

Il-pajsaġġ tal-kompjuters qed jiġi trasformat radikalment mill-ARM, li għadda minn protagonist fit-telefowns ċellulari għal għażla dejjem aktar predominanti fuq il-kompjuters u s-servers. L-għażla ta' apparat b'qalba ARM twiegħed effiċjenza, versatilità, u futur mimli innovazzjoni.

Daniel Terrasa

Editur speċjalizzat fi kwistjonijiet ta’ teknoloġija u internet b’aktar minn għaxar snin esperjenza f’midja diġitali differenti. Ħdimt bħala editur u kreatur tal-kontenut għal kumpaniji tal-kummerċ elettroniku, komunikazzjoni, marketing online u reklamar. Ktibt ukoll fuq websajts tal-ekonomija, il-finanzi u setturi oħra. Ix-xogħol tiegħi huwa wkoll il-passjoni tiegħi. Issa, permezz tal-artikoli tiegħi fi Tecnobits, Nipprova nesplora l-aħbarijiet u l-opportunitajiet ġodda kollha li d-dinja tat-teknoloġija toffrilna kuljum biex intejbu ħajjitna.