Tādi lasītāji kā jūs palīdz atbalstīt MUO. Veicot pirkumu, izmantojot saites mūsu vietnē, mēs varam nopelnīt filiāles komisiju.
Procesors ir jebkura datora smadzenes, un tas nepārtraukti attīstās, lai uzlabotu efektivitāti. Procesora dizains nosaka, cik daudz instrukciju tas var izpildīt un cik ātri un efektīvi tas var tos izpildīt. RISC, RISC-V un ARM ir termini, ko izmanto procesora projektēšanā, lai apzīmētu procesora veidu, kas izmanto noteikta veida instrukciju kopas arhitektūru (ISA).
Lai gan tos parasti neizmanto parastajos datoros, šie procesori nodrošina viedtālruņu, mikrokontrolleru, viena borta datoru un visu veidu IoT ierīču barošanu. Lasiet tālāk, lai uzzinātu vairāk par tiem un to atšķirībām.
Instrukciju kopas arhitektūras un RISC skaidrojums
Var būt grūti saprast atšķirību starp RISC, RISC-V un ARM, ja nezināt kā CPU darbojas un izpilda kodu. Tāpēc, pirms sākam salīdzināt terminus, vispirms parunāsim par instrukciju kopas arhitektūru un to, kā tā atšķiras no tā, ko izmanto jūsu parastais datora procesors.
Neatkarīgi no tā, vai tas ir mikroprocesors, mikrodators vai parasts galddators, visi to procesori izmanto instrukciju kopas arhitektūru (ISA). ISA ir procesora daļa, kas satur visas pamata instrukcijas, ko procesors var izpildīt. Šīs instrukcijas ir datorprogrammas pamatelementi. Tie parasti nav sarežģītāki par pamata saskaitīšanu un atņemšanu.
Kopumā tirgū cirkulē divu veidu ISA. Tās ir RISC un CISC arhitektūras. RISC apzīmē samazinātu instrukciju kopas datoru, savukārt CISC apzīmē komplekso instrukciju kopas datoru. Abas arhitektūras mūsdienās ir izplatītas, un x86 (Intel un AMD procesori) ir labākais procesors, kas izmanto CISC un ARM (Qualcomm un MediaTek procesorus) kā vispopulārāko RISC arhitektūru.
Būtībā RISC ir datora arhitektūra, kas izstrādāta un optimizēta, lai izmantotu mazāk instrukciju nekā tās CISC kolēģi. Šīs mazākās instrukcijas un citas optimizācijas tehnoloģijas, kas tiek izmantotas RISC arhitektūrā, ļauj šāda veida procesori patērē mazāk enerģijas, padarot tos ideāli piemērotus viedtālruņiem, kamerām, viedpulksteņiem un visa veida IoT ierīces.
Kas ir ARM?
Mēs esam noskaidrojuši, ka ARM procesori ir vieni no populārākajām RISC arhitektūrām tirgū. Tātad, kas īsti ir ARM, un kāpēc tie ir vispopulārākie RISC procesori?
Pirms RISC-V (par kuru mēs drīzumā runāsim) uz ARM balstīti procesori bija vienīgā iespēja ikvienam, kurš vēlējās izveidot elektronisku produktu, izmantojot savus pielāgotos procesorus.
Arm (ar mazo burtu “rm”) Ltd. ir uzņēmums, kas izstrādā un licencē mikroshēmas dažādiem aparatūras ražotājiem, piemēram, Apple, MediaTek, Qualcomm un mazākiem uzņēmumiem, piemēram, PINE64. Viņi izmanto savu slēgtā koda ARM ISA, lai izstrādātu ļoti efektīvus mikroprocesorus un sistēmu mikroshēmā (SoC). Visi Arm izstrādātie modeļi ir pazīstami kā Advanced RISC Machine procesori vai vienkārši ARM (visi lielie burti) procesori.
Papildus tam, ka Arm ir viens no pirmajiem uzņēmumiem, kas pārdeva un pēc pasūtījuma izgatavoja mikroshēmu dizainus, tam ir izdevies būt par labāko dominējošais RISC mikroshēmu dizainers, pateicoties tā nepārtrauktajām inovācijām ar ARM ISA un ARM procesoru dizaini.
Līdzīgi kā AMD APU, kas apvieno CPU un GPU vienā veidnē, ir zināms, ka ARM procesori apvieno CPU, GPU, atmiņu, DSP un dažādus modemus vienā veidnē vai mikroshēmā — to sauc. Sistēma uz mikroshēmas (SoC). Šī vairāku moduļu ciešā integrācija ir ļāvusi ARM procesoriem darboties ātri un efektīvi.
Kas ir RISC-V?
RISC-V ir atvērtā standarta ISA, kas izstrādāts Kalifornijas Universitātē Bērklijā. Šī ISA tirgū neievieš nekādas jaunas tehnoloģijas, tomēr daudzi domā, ka tā ir uz RISC balstītu procesoru nākotne. Tad kāpēc tā ir?
RISC-V ir ieguvis tādu uzņēmumu uzmanību kā Amazon, Google, Qualcomm, Intel, Rockchip, SiFive, Sony, ZTE un Western Digital. Tas ir tāpēc, ka RISC-V ir atvērtā standarta ISA. RISC-V International (RISC-V bezpeļņas asociācija) ļauj ikvienam izmantot RISC-V ISA savos procesoros, nemaksājot maksu.
Lieliskā RISC-V lieta ir tā spēja paplašināt instrukciju kopu, pamatojoties uz procesiem, kas jūsu mikroshēmai būs nepieciešami konkrētam produktam. RISC-V sākas tikai ar 47 instrukciju bāzes instrukciju kopu. Šīs instrukcijas ietver visas pamatfunkcijas, kas mikroshēmai nepieciešamas, lai tā darbotos un veiktu pamatuzdevumus.
Pēc tam dizaineri varēs brīvi izvēlēties, kuras instrukcijas pievienot pamata instrukciju kopai, lai nodrošinātu mikroshēmai visas tai nepieciešamās funkcijas, bez papildu uzpūšanās funkcijām, kuras tā neizmantotu.
Lai gan RISC-V joprojām ir salīdzinoši jauns ISA, tā potenciāls nodrošināt rentablas un ļoti efektīvas specializētas mikroshēmas dažādām lietojumprogrammām padara to par īpašu ISA.
ARM vai RISC V? Kurš ir labāks?
ARM un RISC-V ir ISA, kas ievēro RISC dizaina filozofiju, tāpēc kurš no tiem ir labāks?
Lai salīdzinātu, šeit ir veiktspējas salīdzinājums starp SiFive P670 procesoru un. Arm’s Cortex-A78 procesors:
Kā redzat attēlā, Cortex-A78 ir nedaudz priekšā P670 attiecībā uz maksimālo viena vītnes veiktspēju. Lai gan Cortex-A78 uzvar neapstrādātā veiktspējā, P670 dubulto skaitļošanas blīvumu nekā Cortex-A78. Tas nozīmē, ka SiFive P670 procesors nodrošina salīdzināmu maksimālo viena pavediena veiktspēju salīdzinājumā ar Cortex-A78, kas ir divreiz lielāks par P670 fizisko izmēru.
Šajā salīdzinājumā SiFive P670 procesors uzvar Arm’s Cortex-A78, nodrošinot salīdzināmu viena pavediena veiktspēju ar pusi mazāku izmēru. Tomēr jāņem vērā arī tas, ka Cortex-A78 tika izlaists 2020. gada decembrī, izmantojot Vivo X60 un X60 Pro, savukārt par P670 tika paziņots tikai 2022. gada pirmajā novembrī.
Tā ir aptuveni divu gadu atšķirība pētniecības un attīstības ziņā. Arm jaunākie procesori tagad darbojas ar ARMv9 ISA, ievērojami uzlabojot ARMv8, ko izmanto Cortex-A78. Lai to aplūkotu perspektīvā, jaunākie ARMv9 procesori nodrošina par aptuveni 30% lielāku veiktspēju un ir par 50% energoefektīvāki.
Tātad neapstrādātās veiktspējas ziņā ARM procesori joprojām ir vadībā. Taču, tā kā SiFive P670 nodrošina divreiz lielāku skaitļošanas blīvumu nekā Cortex-A78, šķiet, ka RISC-V procesoriem ir priekšrocības salīdzinājumā ar ARM procesoriem attiecībā uz valkājamām tehnoloģijām, kuras gūst lielu labumu no mazāka izmēra izmantošanas procesori.
RISC, RISC-V un ARM ir dažādas instrukciju kopas arhitektūras
Rezumējot, RISC ir dizaina filozofija, kurā tiek izmantots mazāk instrukciju, nekā jūs varētu atrast parastajā galddatora procesorā, piemēram, x86. Īsāku un mazāk instrukciju skaits ļauj RISC procesoriem būt ļoti energoefektīviem.
ARM ir slēgta koda ISA, kuras pamatā ir RISC un kas ir licencēta uzņēmumiem to procesoriem un SoC. ARM ISA ļauj Arm izstrādāt augstas veiktspējas RISC procesorus, piemēram, Apple M1 mikroshēmas. No otras puses, RISC-V ir atvērtā standarta ISA, kuras pamatā ir RISC un kuru ikviens var izmantot, lai izstrādātu savas mikroshēmas, nemaksājot licences maksu. Tā atvērtā pirmkoda būtība ļauj RISC-V ISA vēl vairāk modificēt un paplašināt, lai izveidotu specializētas mikroshēmas konkrētiem uzdevumiem.
Lai gan tas varētu nešķist tik svarīgi, šī pastāvīgā konkurence starp ARM un RISC-V noteikti dos labumu visiem patērētājiem, it īpaši, ja runa ir par IoT ierīcēm, mikrokontrolleriem, viena borta datoriem un rokas ierīcēm, piemēram, viedtālruņiem un planšetdatoriem. Un kas zina, ja Apple M1 mikroshēmas ir pierādījums tam, ka RISC procesori faktiski var konkurēt ar x86 procesoriem ātrāk, nekā gaidīts.