ARM kompyuterlarining xususiyatlari va afzalliklari: bilishingiz kerak bo'lgan hamma narsa

Ushbu maqola sizni ajoyib dunyoga sho'ng'ishga taklif qiladi ARM kompyuterlari. Biz ularning tarixini, qanday ishlashini, real hayotda foydalanishini, boshqa arxitekturalardan farqlarini (masalan, Intel va AMD x86) hamda kuchli va zaif tomonlarini batafsil ko‘rib chiqamiz.

Bir necha o'n yillar oldin, kimdir "protsessor" so'zini tilga olgan bo'lsa, birinchi bo'lib xayolga kelgan narsa bu kabi brendlar edi. Intel o AMD, o'zining taniqli kompyuter chiplari bilan. Biroq, so'nggi yillarda yangi o'yinchi sektorda o'z nomini yaratdi va kompyuterlar, mobil telefonlar va barcha turdagi raqamli qurilmalarni tushunish usulini inqilob qildi: ARM protsessorlari. Ammo bu arxitekturaning orqasida nima bor? Boshqa an'anaviy protsessorlarga nisbatan uning haqiqiy afzalliklari nimada?

ARM protsessori qanday ishlaydi? X86 bilan asosiy tamoyillar va farqlar

ARM arxitekturasining kaliti ko'rsatmalar to'plamining soddaligi va samaradorligi. RISC falsafasiga asoslangan holda, ARM protsessorlari CISC (Intel va AMD’dan xos bo‘lgan x86) kabi murakkab va uzoq ko‘rsatmalar o‘rniga, alohida soat sikllarida juda oddiy operatsiyalarni (qo‘shish, ayirish, ma’lumotlar harakati, o‘tish va h.k.) bajaradi. Bu ARM chipiga ega bo'lishi mumkinligini anglatadi kamroq tranzistorlar, bu o'z navbatida quyidagilarni anglatadi:

• Kam energiya sarfi.
• Yaratilgan issiqlikning kamayishi.
• Pastroq ishlab chiqarish xarajati.

Yangi dizaynlarda (masalan, ARMv8 va ARMv9), ARM protsessori ham 32-bit, ham 64-bit rejimlarda ishlashi mumkin., kundalik vazifalarda x86 raqiblarining ishlov berish quvvatiga mos keladi va ba'zan undan ham oshib ketadi. The asosiy xususiylashtirish har bir ishlab chiqaruvchiga ma'lum birliklarni qo'shish, kesh xotirasini kengaytirish, grafik protsessorlarni yoki sun'iy intellektni qo'shish va h.k. imkonini beradi.

Bundan tashqari, ikkita ish rejimi mavjud:

• ARM rejimi: 32-bitli ko'rsatmalar, maksimal quvvat va ishlash
• Bosh barmoq rejimi: 16-bitli siqilgan ko'rsatmalar, kam quvvat sarfi va yuqori kod zichligi, xotira cheklovlari bo'lgan qurilmalar uchun ideal

Oddiylik kuchning etishmasligini anglatmaydi: ARM ning joriy versiyalari rivojlangan quvur liniyasi, quvur liniyasi, filiallarni bashorat qilish va bir nechta yadrolarga ega., eng yaxshi x86 chiplarining ishlashiga juda yaqinlashadi, ayniqsa energiya samaradorligi muhim bo'lgan vazifalarda.

ARM kompyuterlarining asosiy xususiyatlari

ARM protsessorli kompyuterni nima o'ziga xos qilishini to'liq tushunish uchun uning barcha xususiyatlarini ko'rib chiqishimiz kerak. texnik xususiyatlari, ham apparat, ham mantiqiy arxitektura darajasida:

• RISC arxitekturasi: oddiy ko'rsatma, tez bajarilishi, kamroq tranzistorlar
• Asosiy xususiylashtirish: Ishlab chiqaruvchilar dizaynni o'zgartirishi, grafika, AI, xavfsizlik va boshqalarni birlashtirishi mumkin.
• Ultra past energiya iste'moli: faol sovutish tizimi bo'lmagan portativ qurilmalar va uskunalar uchun ideal
• 32 va 64 bitli moslik: Eng so'nggi avlodlar ikkalasini ham qo'llab-quvvatlaydi, ham tezlikni, ham xotira hajmini yaxshilaydi.
• Kesh va xotira samaradorligi: Optimallashtirilgan L1/L2 kesh va ma'lumotlar shinasi integratsiyasi
• Kengaytirilgan ko'rsatmalarni qo'llab-quvvatlash: Bosh barmoq rejimi, SIMD-ni qo'llab-quvvatlash (NEON), suzuvchi nuqta birliklari va so'nggi modellarda sun'iy intellekt uchun kengaytmalar
• Ochiq litsenziya: Dizayn litsenziyasini to'lash orqali har kim o'zining ARM asosidagi chiplarini ishlab chiqishi mumkin. Bu juda ko'p turli xil mahsulotlar va ishlab chiqaruvchilar o'rtasida raqobatni keltirib chiqardi.
• Keng operatsion tizim muvofiqligi: Android, iOS, Windows, Linux, macOS (eng so'nggi Mac kompyuterlarida) va boshqalar

Foydalanish darajasida, ARM chiplarining tarqalishi faqat mobil telefonlar va planshetlar bilan cheklanmaydi.; ARM kompyuterlar, noutbuklar, mini-kompyuterlar, serverlar va hattoki superkompyuterlar o'zlarining samaradorligi va kengaytirilishiga tayanib ko'payib bormoqda.

ARM kompyuterlarining Intel va AMD ga nisbatan afzalliklari

ARM arxitekturasining an'anaviy x86 protsessorlaridan (Intel va AMD) afzalliklari juda aniq. Kuchli tomonlar orasida:

• Raqobatsiz energiya samaradorligi: elektr energiyasini iste'mol qilish ancha kichikroq, bu esa ga tarjima qilinadi Noutbuklar uchun ko'proq batareya quvvati va serverlar uchun kamroq elektr to'lovlari. Ba'zi so'nggi avlod ARM chiplari an'anaviy x1 chiplari uchun 15-45 Vtga nisbatan deyarli 86 Vt quvvat sarflaydi.
• Sovutish oddiy: kamroq issiqlik ishlab chiqarish orqali, Ular kuchli fanatlar yoki murakkab tarqatish tizimlarini talab qilmaydi. Bu fanatsiz dizaynlar, nozikroq va jimroq korpuslarga imkon beradi.
• Eng past ishlab chiqarish narxi: kamroq tranzistorlar va kremniy, keng miqyosda ishlab chiqarish osonroq, xarajatlarni kamaytirish va arzon kompyuterlarni yaratish imkonini beradi.
• Moslashuvchanlik va moslashtirishIshlab chiqaruvchilar juda kichik IoT qurilmalaridan tortib yuqori unumli kompyuterlargacha bo'lgan har qanday ehtiyoj uchun maxsus chiplarni yaratishi mumkin.
• Doimiy yangilanishlar: Ishlab chiqaruvchilar o'rtasidagi raqobat (Apple, Qualcomm, Samsung, MediaTek, NVIDIA va boshqalar) innovatsiyalar va ishlash va samaradorlikni doimiy ravishda yaxshilashga yordam beradi.
• Multiplatformani qo'llab-quvvatlash: Android, Linux, Chrome OS, Windows 10/11 va macOS bilan mos keluvchi ARM kompyuterlarini tez-tez uchratish mumkin. ishlab chiquvchilar va foydalanuvchilar uchun juda ko'p qirrali.

Bu afzalliklar tushuntiradi Nima uchun ARMlar mobil dunyoni zabt etishdi va endi noutbuklar, konvertorlar, mini kompyuterlar va serverlar sohasida jiddiy raqobatlashmoqda. Mac kompyuterlarida Apple Silicon chiplarining paydo bo'lishi quvvat va batareyaning ishlash muddati o'rtasida katta muvozanatga erishish mumkinligini ko'rsatdi va boshqa ishlab chiqaruvchilarga ham shunga o'xshash yo'l ochib berdi.

Hozirgi asosiy kamchiliklar va cheklovlar

Albatta, bu barcha afzalliklar emas. ARM kompyuterlari ham e'tiborga olinishi kerak bo'lgan cheklovlarga ega.:

• Cheklangan dasturiy ta'minot muvofiqligi: ko'plab ilovalar (ayniqsa x86 uchun mo'ljallangan) Ular tabiiy ravishda ARM da ishlamaydi. Emulyatsiya tizimlari mavjud bo'lsa-da (masalan, Apple-ning Rosetta 2 yoki Windows-dagi Prism), ishlashiga ta'sir qilishi mumkin.
• Ba'zi stsenariylarda xom quvvatni kamaytiring: Juda talabchan vazifalarda (professional video tahrirlash, ekstremal oʻyinlar, SAPR, ilgʻor virtualizatsiya), ARM chiplari Ular odatda eng yaxshi x86 dan orqada qoladilar.
• Optimallashtirishga bog'liqlik: uchun undan maksimal foyda oling, ishlab chiquvchilar ARM uchun o'z ilovalarining maxsus versiyalarini yaratishlari kerak.
• Uskuna va komponentlarning kam ta'minlanishi: garchi tez oʻzgarib bormoqda, hozirda bor Bozorda 100% ARM-mos komponentlar va aksessuarlar uchun kamroq imkoniyatlar, ayniqsa Yevropa va Amerikada.
• O'yin va sozlashdagi cheklovlar: Oʻyin kompyuterlari koʻpincha maxsus GPU, koʻproq RAM va yangilanishni talab qiladi, ular x86 platformalariga qaraganda ARM da koʻproq cheklangan.

Biroq, tendentsiya vaqt o'tishi bilan bu cheklovlarni kamaytirishdir, chunki ishlab chiqaruvchilar va ishlab chiquvchilar tobora ko'proq ARMga tayanadilar.

ARM protsessorlarining turlari va texnologik evolyutsiyasi

ARM ekotizimida eng qadimgi 16 va 32 bitli chiplardan tortib serverlar, ish stollari va yuqori darajadagi noutbuklarga mo'ljallangan eng so'nggi 64 bitli hayvonlargacha bo'lgan bir nechta variant va oilalar mavjud. Keling, asosiylarini ko'rib chiqaylik:

• ARM1, ARM2, ARM3: tarixiy kashshoflar, dastlabki shaxsiy kompyuterlar va o'rnatilgan tizimlarda keng qo'llaniladi
• ARM6, ARM7, ARM9, ARM11: integratsiyalashgan kesh, multimedia yordami va SIMD va Thumb ko'rsatmalarining ko'rinishi bilan quvvat va samaradorlikning progressiv evolyutsiyasi
• StrongARM va XScale: DEC va Intel tomonidan litsenziyalangan chiplar, 2000-yillarda PDA, mobil telefonlar va sanoat qurilmalarida juda mashhur
• Korteks-A, korteks-R, korteks-M: bugungi kunda eng dolzarb oilalar. Cortex-A umumiy maqsadli ilovalar uchun (smartfonlar, planshetlar, noutbuklar), bitta va ko'p yadroli versiyalari, NEON, TrustZone va multimedia imkoniyatlari bilan. Real vaqt tizimlari (avtomobillar, avtomatlashtirish) uchun Cortex-R va kam quvvatli, tejamkor mikrokontrollerlar uchun Cortex-M.
• Olma kremniy: Apple kompaniyasining ARM-ga asoslangan M1 dan M3 gacha bo'lgan Pro, Max va Ultra variantlari bo'lgan chiplari macOS operatsion tizimida ishlaydigan noutbuklar va ish stollarida ishlash bo'yicha yetakchilik qiladi.
• Snapdragon: Qualcommning mobil telefonlarda keng qo'llaniladigan flagman diapazoni, hozirda Snapdragon X Elite va yangi Copilot+ kompyuterlari bilan ultrabuk va noutbuklarda.

Tegishli maqola:

Xitoy sertifikatida yangi Surface Pro qurilmasi paydo bo'lib, u ARM bilan quvvatlanadi.

ARM da operatsion tizim va dasturiy ta'minot muvofiqligi

Asosiy jihat dasturiy ta'minot muvofiqligi, ayniqsa ish stoli operatsion tizimlari va ilovalarida:

• Android va iOS: Uyali telefonlar va planshetlarda moslik va yaxshi ishlashni ta'minlaydigan, boshidanoq ARM uchun ishlab chiqilgan tizimlar.
• Linux: Ubuntu, Debian, Arch Linux, Kali, Gentoo, Oracle Linux va boshqalar, shuningdek, BSD (FreeBSD, NetBSD, OpenBSD) kabi distributivlarni keng qoʻllab-quvvatlash.
• MacOS2020-yildan beri Apple Silicon’ga ega Mac’lar faqat ARM’da ishlaydi, aksariyat ilovalar Rosetta 2 yordamida ko‘chiriladi yoki emulyatsiya qilinadi.
• ARM uchun Windows 10 va 11: Mahalliy ilovalar va x86 emulyatsiyasini qo'llab-quvvatlaydigan takomillashtirilgan versiyalar, ayniqsa Windows 11 Copilot+ va uning Prism mexanizmi tufayli.

ARM kompyuterlari uchun hozirda katta muammo bo'lib qolmoqda ish stoli ilovalari muvofiqligi. Ko'pgina mashhur ilovalar allaqachon mahalliy ARM versiyalariga ega bo'lsa-da, emulyatsiyani talab qiladigan yoki optimallashtirilmagan maxsus dasturlar hali ham mavjud.

Bozor va eng tegishli ARM kompyuter ishlab chiqaruvchilari

Bugungi kunda bir nechta kompaniyalar va qurilmalar kompyuterlar uchun ARM bozorida tendentsiyani belgilovchi sifatida ajralib turadi:

• olma: Apple Silicon asosidagi MacBook, iMac, Mac Mini va Mac Studio bilan. Bundan tashqari, iPhone, iPad, Apple Watch va Apple TV ham ARM-dan foydalanadi.
• Microsoft: Surface Pro X va Surface Copilot+ diapazonlaridagi ARM kompyuterlari Redmondning Windows uchun mahalliy qo'llab-quvvatlash va optimallashtirish sa'y-harakatlari bilan majburiyatini ifodalaydi.
• Qualcomm: bilan mobil telefonlar yetakchisi Snapdragon, va hozirda Snapdragon X Elite va Copilot+ kompyuteriga ega ultrabuk va noutbuklarda.
• Google: Chromebook qurilmalaridagi Chrome OS, batareya quvvati yuqori va Android ilovalari bilan mos keladi.
• Samsung, HP, Acer, Lenovo: Ular avtonomiya va engil dizaynni birinchi oʻringa qoʻyib, ARM chiplari va oldindan oʻrnatilgan Windows 11 ARM’ga ega noutbuklar, planshetlar va konvertorlarni taklif qiladilar.
• Raspberry Pi: dasturlash, robototexnika va IoTni rivojlantiruvchi ARMni millionlab foydalanuvchilarga taqdim etgan ishlab chiqaruvchi platforma.

ARM va x86 (Intel/AMD) o'rtasidagi asosiy farqlar

Ko'pchilik uchun asosiy savol: ARM protsessorlari Intel yoki AMD x86 protsessorlaridan qanday farq qiladi?

• Ko'rsatmalar turi: ARM oddiy va qisqa ko'rsatmalar bilan RISC dan foydalanadi; x86 CISC bo'lib, murakkab va uzoq ko'rsatmalarga ega.
• Vatt uchun ishlash: ARM energiya samaradorligi bo'yicha ustundir, batareyalar va passiv tizimlar uchun ideal; qiyin vazifalar uchun x86 xom quvvat.
• Arxitektura: ARM modulli va moslashtirilgan, x86 yanada yopiq va bir hil.
• Dasturga muvofiqligi: x86 o'n yillik mahalliy dasturiy ta'minotga ega, ammo ARM ilovalar va o'zaro faoliyat platformalar bilan tez harakat qilmoqda.
• Maqsadli bozor: ARM mobil, IoT sohasida ustunlik qiladi va noutbuklar va serverlarda o'sib bormoqda; x86 kompyuterlarda, o'yinlarda va merosda.

ARM kompyuterlarining kelajagi: biz nimani kutishimiz mumkin?

El ARM kelajagi Bu noutbuklar, konvertorlar, mini kompyuterlar va tobora ko'proq ish stoli va serverlar uchun juda muvozanatli variant sifatida paydo bo'lmoqda. Asosiysi, ishlab chiquvchilarni quvvat va samaradorlikdagi innovatsiyalarni saqlab, ilovalarni optimallashtirish va emulyatsiyani yaxshilashga undash bo'ladi.

Apple o'zining Silicon va yopiq ekotizimlari bilan etakchilik qilishda davom etmoqda, Microsoft, Google va boshqa ishlab chiqaruvchilar ARMda muvofiqlik va ishlashni kengaytirishga pul tikishmoqda. Katta avtonomiyaga va kundalik foydalanishning 90% uchun etarli ishlashga ega bo'lgan tobora engilroq qurilmalarga yo'nalish., x86 ning xom quvvatini fonda qoldirib.

Hisoblash landshafti ARM tomonidan tubdan o'zgartirilmoqda mobil telefonlarda bosh qahramon bo'lishdan kompyuterlar va serverlarda tobora ko'proq ustunlik qiladigan variantga aylandi. ARM yadroli qurilmani tanlash samaradorlik, ko'p qirralilik va innovatsiyalarga to'la kelajakni va'da qiladi.

Daniel Terrasa

Turli raqamli ommaviy axborot vositalarida o'n yildan ortiq tajribaga ega texnologiya va internet masalalariga ixtisoslashgan muharrir. Men elektron tijorat, aloqa, onlayn marketing va reklama kompaniyalarida muharrir va kontent yaratuvchisi sifatida ishlaganman. Iqtisodiyot, moliya va boshqa sohalar veb-saytlarida ham yozganman. Mening ishim ham mening ishtiyoqim. Endi mening maqolalarim orqali Tecnobits, Men hayotimizni yaxshilash uchun har kuni texnologiya olami bizga taqdim etayotgan barcha yangiliklar va yangi imkoniyatlarni o‘rganishga harakat qilaman.