Arhitectura procesoarelor pe 64 de biți
x86 vizează în mod tradițional performanța maximă mai presus de orice altceva, ceea ce reprezintă o diferență cheie față de procesoarele Arm, care urmăresc o mai bună eficiență energetică. În lumea de astăzi, avem arhitecturi pe 64 de biți, răspândite pe smartphone-uri și PC-uri. Această schimbare nu a venit atât de repede, a fost în jurul anului 2012 când și telefoanele au făcut tranziția, dar acest lucru nu a schimbat modul în care folosim dispozitivele, ci doar le-a făcut să gestioneze lucrurile mai bine. Astăzi ambele arhitecturi suportă 64 de biți, dar este mai relevant în cazul smartphone-urilor.
PC-urile au trecut la 64 de biți cu mult înainte de smartphone-uri, dar nu Intel a fost cel care a inventat arhitectura modernă x86-64 (cunoscută și sub numele de x64). Această distincție aparține anunțului AMD din 1999, care a adaptat arhitectura x86 existentă a Intel.
Arhitectura ARM
ARM este bazată pe RISC (Reduced Instruction Set Computing), în timp ce Intel (x86) este CISC (Complex Instruction Set Computing). Instrucțiunile procesorului Arm sunt rezonabil de atomice, existând o corelație foarte strânsă între numărul de instrucțiuni și micro-opțiuni. CISC, prin comparație, oferă mult mai multe instrucțiuni, dintre care multe execută mai multe operații (cum ar fi matematica optimizată și mișcarea datelor). Acest lucru duce la performanțe mai bune, dar la un consum mai mare de energie la decodificarea acestor instrucțiuni complexe.
Arm a introdus arhitectura ARMv8 pe 64 de biți în 2011. În loc să își extindă setul de instrucțiuni pe 32 de biți, Arm oferă o implementare curată pe 64 de biți. Pentru a realiza acest lucru, arhitectura ARMv8 utilizează două stări de execuție, AArch32 și AArch64. După cum sugerează și numele, una este pentru rularea codului pe 32 de biți și una pentru 64 de biți. Frumusețea designului ARM constă în faptul că procesorul poate trece fără probleme de la un mod la altul în timpul execuției sale normale. Acest lucru înseamnă că decodorul pentru instrucțiunile pe 64 de biți este un design nou, care nu trebuie să mențină compatibilitatea cu epoca pe 32 de biți, dar procesorul în ansamblu rămâne compatibil cu trecutul.
Veninderea ARM în ecosistemul mobil
Diferențele arhitecturale discutate mai sus explică parțial succesele și problemele actuale cu care se confruntă cei doi mastodonți ai cipurilor. Abordarea cu consum redus de energie a Arm se potrivește perfect cerințelor TDP (Thermal Design Power) de 3,5W ale telefoanelor mobile, dar performanțele cresc până la a se potrivi și cu cele ale cipurilor Intel pentru laptopuri. Între timp, Core i7 cu TDP tipic de 100W de la Intel câștigă mult în servere și desktopuri de înaltă performanță, dar, din punct de vedere istoric, se chinuie să scadă sub 5W.
O caracteristică unică a arhitecturii Arm a fost deosebit de importantă în menținerea unui TDP scăzut pentru aplicațiile mobile, calculul eterogen. Ideea este destul de simplă, construiți o arhitectură care permite diferitelor părți ale procesorului (în ceea ce privește performanța și puterea) să lucreze împreună pentru o eficiență îmbunătățită. Heterogeneous Multiprocessing (HMP) este deja mare în spațiul Android, a se vedea cipuri precum Snapdragon 810, Exynos 7420 sau Helio X20, dar Heterogeneous Compute (HC) este următoarea evoluție.
Vezi, procesoarele pot fi proiectate pentru a îndeplini anumite sarcini mai eficient, dar un singur design se străduiește să fie excelent la toate. Procesorul dvs. tipic poate fi bun la procesarea serială, în timp ce un GPU poate gestiona fluxuri de date paralele, iar un DSP este mai bine optimizat pentru calcularea numerelor cu o precizie ridicată în timp real. Cu o gamă mai largă de opțiuni din care se poate alege, teoria este că alegerea celui mai bun procesor pentru orice sarcină specifică va avea ca rezultat o performanță și o eficiență energetică mai bune.
Cel mai rapid calculator din lume la momentul redactării acestui articol este bazat pe ARM!
Fugaku este acum cel mai rapid supercomputer din lume. Ca parte a proiectului TOP500, computerul japonez Fugaku a fost clasat ca fiind cel mai rapid din lume și este alimentat bu procesorul A64FX. Fugaku se află la RIKEN Center for Computational Science din Wakō, Japonia.
Compatibilitate software
Aplicațiile și software-ul trebuie să fie compilate pentru arhitectura CPU pe care rulează, istoric, ecosistemele precum Android pe Arm sau Windows pe x86 nu au o problemă în a rula pe mai multe platforme sau arhitecturi. Mac-urile Apple bazate pe Arm, Chrome OS de la Google și Windows on Arm de la Microsoft sunt exemple moderne în care software-ul trebuie să ruleze atât pe arhitecturi Arm, cât și pe arhitecturi Intel. Compilarea software-ului nativ pentru ambele este o opțiune pentru aplicațiile noi și pentru dezvoltatorii dispuși să investească în recompilare. Pentru a umple golurile, aceste platforme se bazează, de asemenea, pe emulația de cod. Cu alte cuvinte, traducerea codului compilat pentru o arhitectură CPU pentru a rula pe alta. Acest lucru este mai puțin eficient și degradează performanța în comparație cu aplicațiile native, dar o emulație bună este posibilă în prezent pentru a se asigura că aplicațiile funcționează.
După ani de dezvoltare, emulația Windows on Arm este într-o stare destul de bună pentru majoritatea aplicațiilor. De asemenea, aplicațiile Android rulează decent pe Intel Chromebooks în cea mai mare parte. Va trebui să așteptăm să vedem dacă Macbook-urile Arm rulează la fel de bine.
Sper că v-a plăcut articolul și ați obținut informațiile pe care le doreați din el, dacă da, urmăriți-mă pentru mai multe postări de acest gen în viitor. Fac tot posibilul să ofer informații valoroase pentru toți cei care le caută.
.