Карактеристике и предности ARM рачунара: све што треба да знате

Последње ажурирање: 18/05/2025
Аутор: Даниел Терраса

  • ARM архитектура се истиче по својој енергетској ефикасности и флексибилности, са једноставном и моћном RISC филозофијом.
  • ARM рачунари нуде дуго трајање батерије, ниску потрошњу енергије и све већу компатибилност са оперативним системима и софтвером.
  • Тржишни тренд указује на ширење ARM-а изван мобилних уређаја, освајајући лаптопове, десктоп рачунаре и сервере.
АРМ

Овај чланак вас позива да се уроните у фасцинантни свет ARM рачунари. Пажљивије ћемо погледати њихову историју, како раде, њихову употребу у стварном животу, разлике у односу на друге архитектуре (као што су Intel и AMD x86), као и њихове снаге и слабости.

Пре само неколико деценија, ако би неко поменуо реч „процесор“, прво што би му пало на памет били су брендови попут интел o Интел, са својим добро познатим PC чиповима. Међутим, последњих година, нови играч је стекао име у сектору, револуционишући начин на који разумемо рачунаре, мобилне телефоне и све врсте дигиталних уређаја: АРМ процесори. Али шта се заправо крије иза ове архитектуре? Које су његове стварне предности у односу на друге традиционалне процесоре?

Како функционише ARM процесор? Кључни принципи и разлике у односу на x86

Кључ ARM архитектуре лежи у једноставност и ефикасност скупа инструкција. Засновани на RISC филозофији, ARM процесори извршавају веома основне операције (сабирање, одузимање, премештање података, скок итд.) у појединачним тактним циклусима, уместо сложених и дугих инструкција попут CISC-а (типично за x86 од Intel-а и AMD-а). То значи да ARM чип може имати мање транзистора, што заузврат подразумева:

  • Мања потрошња енергије.
  • Смањење произведене топлоте.
  • Нижи трошкови производње.

У новијим дизајнима (као што су ARMv8 и ARMv9), ARM процесор може да ради и у 32-битном и у 64-битном режиму., изједначујући, а понекад и превазилазећи процесорску снагу својих x86 ривала у свакодневним задацима. The прилагођавање језгра омогућава сваком произвођачу да дода одређене јединице, прошири кеш меморију, дода графичке копроцесоре или вештачку интелигенцију итд.

Такође постоје два начина рада:

  • Режим активирања32-битне инструкције, максимална снага и перформансе
  • Режим палца16-битне компресоване инструкције, мања потрошња енергије и већа густина кода, идеално за уређаје са ограничењима меморије

Једноставност не значи недостатак моћи: Тренутне верзије ARM-а имају напредни цевовод, цевовод, предвиђање грана и више језгара., што је веома близу перформансама најбољих x86 чипова, посебно у задацима где је енергетска ефикасност критична.

ARM рачунари

Главне карактеристике ARM рачунара

Да бисмо у потпуности разумели шта чини рачунар са ARM процесором посебним, морамо погледати све његове карактеристике. техничке карактеристике, како на нивоу хардвера, тако и на нивоу логичке архитектуре:

  • RISC архитектураЈедноставна инструкција, брзо извршавање, мање транзистора
  • Прилагођавање језграПроизвођачи могу да модификују дизајн, интегришу графику, вештачку интелигенцију, безбедност итд.
  • Ултра ниска потрошња енергијеИдеално за преносиве уређаје и опрему без активних система хлађења
  • Компатибилност са 32 и 64 битаНајновије генерације подржавају оба, побољшавајући и брзину и капацитет меморије.
  • Ефикасност кеш меморије и меморијеИнтеграција оптимизоване L1/L2 кеш меморије и магистрале података
  • Проширена подршка за инструкцијеРежим палца, SIMD подршка (NEON), јединице за бројеве са покретним зарезом и проширења за вештачку интелигенцију у најновијим моделима
  • Отворена лиценцаСвако може да развије сопствене чипове базиране на ARM-у плаћањем лиценце за дизајн. То је довело до велике разноликости производа и конкуренције међу произвођачима.
  • Широка компатибилност са оперативним системимаАндроид, иОС, Виндоус, Линукс, macOS (на најновијим Мацима), између осталих
Ексклузивни садржај - Кликните овде  Како сазнати прави Хз ТВ-а

На нивоу употребе, Ширење ARM чипова није ограничено само на мобилне телефоне и таблете.; Све је више ARM рачунара, лаптопова, мини PC-ја, сервера, па чак и суперрачунара који се ослањају на њихову ефикасност и скалабилност.

Предности ARM рачунара у односу на Intel и AMD

Предности ARM архитектуре у односу на традиционалне x86 процесоре (Intel и AMD) су сасвим очигледне. Међу јаким тачкама су:

  • Ненадмашна енергетска ефикасност: потрошња електричне енергије је много мањи, што се претвара у Дужи век трајања батерије за лаптопове и нижи рачуни за струју за сервере. Неки ARM чипови најновије генерације троше једва 1W, у поређењу са 15-45W за конвенционалне x86 чипове.
  • Хлађење је једноставнопроизводњом мање топлоте, Не захтевају снажне вентилаторе или сложене системе за дисипацију енергије. Ово омогућава дизајн без вентилатора, тања и тиша кућишта.
  • Најнижа цена производњемање транзистора и силицијума, лакше за производњу у великим размерама, смањење трошкова и омогућавање стварања приступачних рачунара.
  • Флексибилност и прилагођавањеПроизвођачи могу да креирају прилагођене чипове за сваку потребу, од веома малих IoT уређаја до високоперформансних рачунара.
  • Стална ажурирањаКонкуренција између произвођача (Apple, Qualcomm, Samsung, MediaTek, NVIDIA, итд.) покреће иновације и континуирано побољшање перформанси и ефикасности.
  • Подршка за више платформиУобичајено је видети ARM рачунаре компатибилне са Android-ом, Linux-ом, Chrome OS-ом, Windows-ом 10/11 и macOS-ом, који нуде... огромна свестраност за програмере и кориснике.

Ове предности објашњавају Зашто су ARM процесори освојили мобилни свет и сада озбиљно конкуришу у областима лаптопова, кабриолета, мини рачунара и сервера. Долазак Apple Silicon чипова у Mac рачунаре показао је да се може постићи одличан баланс између снаге и трајања батерије, отварајући пут другим произвођачима да следе тај пример.

Карактеристике ARM-3 рачунара

Главни тренутни недостаци и ограничења

Наравно, то нису све предности. ARM рачунари такође имају ограничења која треба узети у обзир.:

  • Ограничена компатибилност софтверамноге апликације (посебно оне дизајниране за x86) Не раде изворно на ARM-у. Иако постоје системи за емулацију (као што су Apple-ова Rosetta 2 или Prism на Windows-у), перформансе могу бити погођене.
  • Мања сирова снага у неким сценаријимаУ веома захтевним задацима (професионална видео монтажа, екстремне игре, CAD, напредна виртуелизација), ARM чипови Обично заостају за најбољим x86.
  • Зависност од оптимизација: фор извуците максимум из тога, програмери морају да креирају специфичне верзије својих апликација за ARM.
  • Мања понуда хардвера и компоненти: иако се брзо мења, тренутно постоје Мање опција за 100% ARM-компатибилне компоненте и додатну опрему на тржишту, посебно у Европи и Америци.
  • Ограничења у играма и прилагођавањуГејмерски рачунари често захтевају наменске графичке процесоре, више РАМ-а и могућност надоградње, што је још ограниченије на ARM-у него на x86 платформама.
Ексклузивни садржај - Кликните овде  Како трајно онемогућити тоуцхпад у оперативном систему Виндовс 10

Тренд је, међутим, да се ова ограничења временом смањују, јер се произвођачи и програмери све више ослањају на ARM.

Врсте ARM процесора и технолошка еволуција

ARM екосистем има неколико варијанти и породица, од најранијих 16- и 32-битних чипова до најновијих 64-битних звери намењених серверима, десктоп рачунарима и врхунским лаптоповима. Хајде да погледамо главне:

  • АРМ1, АРМ2, АРМ3: историјски пионири, широко коришћени у раним персоналним рачунарима и уграђеним системима
  • АРМ6, АРМ7, АРМ9, АРМ11прогресивна еволуција у снази и ефикасности, са интегрисаном кеш меморијом, мултимедијалном подршком и појавом SIMD и Thumb инструкција
  • StrongARM и XScale: чипови лиценцирани од стране DEC-а и Intel-а, веома популарни 2000-их у PDA уређајима, мобилним телефонима и индустријским уређајима
  • Кортекс-А, Кортекс-Р, Кортекс-М: најрелевантније породице данас. Cortex-A за опште примене (паметни телефони, таблети, лаптопови), са једнојезгарним и вишејезгарним верзијама, NEON, TrustZone и мултимедијалним могућностима. Cortex-R за системе у реалном времену (аутомобили, аутоматизација) и Cortex-M за микроконтролере мале потрошње енергије и високе цене.
  • Аппле СилицонЕплови чипови базирани на ARM-у, од M1 до M3, са Pro, Max и Ultra варијантама, који предњаче у перформансама на лаптоповима и десктоп рачунарима са macOS-ом.
  • ЗевалицаQualcomm-ова водећа серија, широко коришћена у мобилним телефонима, а сада и у ултрабуковима и лаптоповима са Snapdragon X Elite и новим Copilot+ PC-јем.
Нови Сурфаце Про сертификован у Кини
Повезани чланак:
Нови Сурфаце Про уређај појављује се у кинеској сертификацији, изазивајући освежавање на АРМ-у.

Карактеристике ARM-1 рачунара

Компатибилност оперативног система и софтвера на ARM-у

Кључни аспект је компатибилност софтвера, посебно у десктоп оперативним системима и апликацијама:

  • Андроид и иОССистеми дизајнирани од самог почетка за ARM, обезбеђујући компатибилност и добре перформансе на мобилним телефонима и таблетима.
  • линукШирока подршка за дистрибуције као што су Ubuntu, Debian, Arch Linux, Kali, Gentoo, Oracle Linux и многе друге, као и BSD (FreeBSD, NetBSD, OpenBSD).
  • Мац ОСОд 2020. године, Mac рачунари са Apple Silicon процесором раде само на ARM-у, а већина апликација је портована или емулирана помоћу Rosetta 2.
  • Windows 10 и 11 за ARMПобољшане верзије које подржавају изворне апликације и емулацију x86, посебно захваљујући Windows 11 Copilot+ и његовом Prism енџину.
Ексклузивни садржај - Кликните овде  Како променити главни чврсти диск у оперативном систему Виндовс 10

Тренутно највећи изазов за ARM рачунаре остаје компатибилност десктоп апликација. Иако многе популарне апликације већ имају изворне ARM верзије, и даље постоји специјализовани софтвер који захтева емулацију или није оптимизован.

Тржиште и најрелевантнији произвођачи ARM рачунара

Данас се неколико компанија и уређаја истичу као трендсетери на ARM тржишту за рачунаре:

  • јабукаса својим MacBook-ом, iMac-ом, Mac Mini-јем и Mac Studio-ом заснованим на Apple Silicon-у. Поред тога, iPhone, iPad, Apple Watch и Apple TV такође користе ARM.
  • Microsoft ARM рачунари у серијама Surface Pro X и Surface Copilot+ представљају посвећеност компаније Redmond, са изворном подршком за Windows и напорима за оптимизацију.
  • куалцомм: лидер у мобилним телефонима са Зевалица, а тренутно у ултрабуковима и лаптоповима са Snapdragon X Elite и Copilot+ PC-јем.
  • гооглеChrome OS на Chromebook-овима, са одличним трајањем батерије и компатибилношћу са Android апликацијама.
  • Самсунг, ХП, Асер, ЛеновоНуде лаптопове, таблете и конвертибилне рачунаре са ARM чиповима и унапред инсталираним Windows 11 ARM оперативним системом, дајући приоритет аутономији и лаганом дизајну.
  • Распберри Пи: платформа произвођача која је донела ARM милионима корисника, подстичући програмирање, роботику и Интернет ствари.

ARM наспрам x86

Кључне разлике између ARM и x86 (Intel/AMD)

За многе, главно питање је: како се ARM процесор заиста разликује од Intel или AMD x86 процесора?

  • Врста инструкцијаARM користи RISC, са једноставним и кратким инструкцијама; x86 је CISC, са сложеним и дугим инструкцијама.
  • Перформансе по ватуARM се истиче енергетском ефикасношћу, идеалан је за батерије и пасивне системе; x86 чиста снага за захтевне задатке.
  • АрхитектураARM је модуларан и прилагодљив, x86 је затворенији и хомогенији.
  • Компатибилност софтвераx86 има деценије изворног софтвера, али ARM се брзо развија са апликацијама и крос-платформом.
  • Циљно тржиштеARM доминира у мобилним уређајима, интернету ствари и расте у лаптоповима и серверима; x86 на рачунарима, играма и старијим верзијама.

Будућност ARM рачунара: шта можемо очекивати?

El будућност ARM-а Појављује се као веома уравнотежена опција за лаптопове, кабриолете, мини рачунаре и, све више, десктоп рачунаре и сервере. Кључ ће бити мотивисање програмера да оптимизују апликације и побољшају емулацију, уз одржавање иновација у снази и ефикасности.

Епл наставља да предњачи са својим силицијумским и затвореним екосистемом, док се Мајкрософт, Гугл и други произвођачи кладе на проширење компатибилности и перформанси на АРМ-у. Тренд је ка све лакшим уређајима, са великом аутономијом и довољним перформансама за 90% свакодневне употребе., остављајући сирову снагу x86 у другом плану.

Рачунарски пејзаж се радикално трансформише захваљујући ARM-у, који је од протагонисте код мобилних телефона постао све доминантнија опција на рачунарима и серверима. Избор уређаја са ARM језгром обећава ефикасност, свестраност и будућност испуњену иновацијама.