Noile procesoare ARM sunt pregătite pentru aplicațiile AI. Cum este diferit ARM de x86

Procesoare ARM - ce sunt și cu ce se mănâncă. Apariția pe piață a procesoarelor mobile de înaltă performanță a fost în multe privințe o adevărată descoperire revoluționară. Putem spune că pentru prima dată a apărut un concurent semnificativ în arhitectura x86, care dacă în primele etape a ocupat doar o nișă vecină, astăzi începe deja să apese serios poziția unui ficat lung în industria computerelor.

Dar care este diferența? Ce este arhitectura ARM și cum este diferită de x86? Acesta din urmă, folosit la procesoarele Intel și AMD, folosește setul de instrucțiuni CISC. Procesarea bazată pe acestea este foarte funcțională, deschide spațiu pentru programatori și dezvoltatori hardware, dar necesită o cantitate considerabilă de resurse energetice. Esența CISC, aproximativ vorbind, este că fiecare comandă primită este decodificată în cel mai simplu element și abia apoi procesată.

Nu este cazul cu ARM. Funcționează pe baza comenzilor RISC, care conțin deja un set gata făcut de elemente simple. Acest lucru reduce flexibilitatea procesorului, dar viteza de procesare a datelor crește semnificativ și, în consecință, reduce consumul de energie al unui astfel de procesor.

Prin urmare, se dovedește că x86 este o arhitectură universală potrivită pentru rezolvarea multor probleme, în timp ce ARM necesită o ascuțire mai fină a hardware-ului, iar posibilitățile unei astfel de arhitecturi sunt ceva mai limitate. Cu toate acestea, capacitățile ARM devin din ce în ce mai ambițioase. Deja, astfel de procesoare sunt potrivite pentru munca standard de birou, redarea conținutului media și lucrul pe Internet.

ARM se dezvoltă rapid, ceea ce este facilitat și de faptul că zeci de mărci competitive lucrează la această tehnologie pentru franciză, în timp ce doar două corporații lucrează la arhitectura x86, ai căror reprezentanți spun aproape direct că segmentul este stagnant... și nu poți spune asta despre ARM.

Vorbind despre ce sunt cipurile ARM, ar trebui să remarcăm un moment precum complexitatea sistemelor mobile moderne propuse. ARM nu este doar un procesor. De regulă, acesta include: un controler RAM, un accelerator grafic, un decodor video, un codec audio și module wireless opționale. Un astfel de sistem se numește single-chip. Cu alte cuvinte, ARM este un cip pe un cip.

ARM are în prezent mai multe generații de procesoare:

ARM9... Cipurile ARM9 pot atinge viteza de ceas de 400 MHz. Aceste cipuri sunt învechite, dar sunt încă la cerere. De exemplu, în routere wireless și terminale de plată. Setul de comenzi simple ale unui astfel de cip facilitează rularea multor aplicații Java.

ARM11... Procesoarele ARM11 se laudă cu un set mai complet de instrucțiuni simple care le extind funcționalitatea și o viteză mare de ceas (până la 1 GHz). Datorită consumului redus de energie și a costurilor reduse, cipurile ARM11 sunt încă folosite în smartphone-urile entry-level.

ARMv7. Cipurile moderne ale arhitecturii ARM aparțin familiei ARMv7, ai cărei reprezentanți emblematic au atins deja marca de opt nuclee și o viteză de ceas de peste 2 GHz. Miezurile de procesor dezvoltate direct de ARM Limited aparțin liniei Cortex și sunt utilizate de majoritatea SoC-urilor fără modificări semnificative.

ARM Cortex-A8. Din punct de vedere istoric, primul nucleu de procesor al familiei ARMv7 a fost Cortex-A8, care a stat la baza unor astfel de renumite SoC-uri ale vremurilor sale precum Apple A4 (iPhone 4 și iPad) și Samsung Hummingbird (Samsung Galaxy S și Galaxy Tab). Demonstrează aproximativ de două ori mai multă performanță decât predecesorul ARM11 și, din păcate, un consum mai mare de energie, ceea ce face ca acest cip să fie extrem de nepopular astăzi.

ARM Cortex-A9. După Cortex-A8, ARM Limited a introdus o nouă generație de cipuri - Cortex-A9, care este acum cea mai răspândită și ocupă nișa de preț mediu. Performanța nucleelor ​​Cortex-A9 a crescut de aproximativ trei ori față de Cortex-A8 și chiar există posibilitatea de a le combina cu două sau chiar patru pe un cip.

ARM Cortex-A5 și Cortex-A7. La proiectarea nucleelor ​​procesoarelor Cortex-A5 și Cortex-A7, ARM Limited a urmărit același obiectiv - de a obține un compromis între consumul minim de energie al ARM11 și performanța acceptabilă a lui Cortex-A8. Nu au uitat de posibilitatea de a combina două sau patru nuclee - cipurile multi-core Cortex-A5 și Cortex-A7 apar treptat la vânzare (Qualcomm MSM8625 și MTK 6589).

ARM Cortex-A15. Miezurile procesorului Cortex-A15 au devenit o continuare logică a lui Cortex-A9 - ca urmare, pentru prima dată în istorie, cipurile cu arhitectură ARM au reușit să se potrivească aproximativ cu viteza Intel Atom, iar acesta este deja un mare succes. Nu degeaba Canonical a specificat un procesor dual-core ARM Cortex-A15 sau un Intel Atom similar în cerințele de sistem pentru versiunea Ubuntu Touch OS cu multitasking complet.

Chipsuri BRAŢ așteaptă un viitor mare. Numărul de comenzi, frecvența de funcționare, numărul de nuclee cresc activ, iar consumul de energie rămâne la un nivel scăzut. În viitor, cipurile ARM vor deveni potrivite pentru multitasking în format complet, care acum este specific doar sistemelor x86. Cu toate acestea, chiar și în condițiile actualului vector de dezvoltare, este prea devreme să spunem că segmentul de electronice de larg consum va trece complet la cipurile ARM. Iar punctul aici este, în primul rând, în preț. Costul cipurilor mobile crește exponențial, în timp ce prețul x86 continuă să scadă. Este factorul preț, împreună cu diferența de funcționalitate, care va fi oarecum depășit și există o prognoză destul de înțeleasă că sistemele ARM dezvoltate nu vor câștiga în curând o victorie necondiționată în cursa pentru consumatorul lor ...

Numele ARM a fost cu siguranță auzit de toți cei interesați de tehnologia mobilă. Mulți oameni înțeleg această abreviere ca un tip de procesor pentru smartphone-uri și tablete, alții clarifică că acesta nu este deloc un procesor, ci arhitectura lui. Și cu siguranță puțini oameni au pătruns în istoria apariției ARM. În acest articol vom încerca să înțelegem toate aceste nuanțe și să vă spunem de ce gadgeturile moderne au nevoie de procesoare ARM.

O scurtă excursie în istorie

Când se cere „ARM”, Wikipedia prezintă două semnificații pentru acest acronim: Acorn RISC Machine și Advanced RISC Machines. Să începem în ordine. Acorn Computers a fost fondată în Marea Britanie în anii 1980 și a început prin crearea de computere personale. La acea vreme, Acorn era numit și „British Apple”. Un moment determinant pentru companie a fost la sfârșitul anilor 1980, când inginerul șef a profitat de decizia a doi absolvenți de universități locale de a veni cu un nou tip de arhitectură RISC (Reduced Instruction Set Processor). Așa s-a născut primul computer bazat pe Acorn Risc Machine. Succesul nu a întârziat să apară. În 1990, britanicii au încheiat un acord cu Apple și în curând au început să lucreze la o nouă versiune a chipset-ului. Ca rezultat, echipa de dezvoltare a format o companie numită Advanced RISC Machines prin analogie cu procesorul. Cipurile cu noua arhitectură au devenit cunoscute și ca Advanced Risc Machine, sau pe scurt ARM.

Din 1998, Advanced Risc Machine a devenit ARM Limited. În prezent, compania nu este angajată în producția și vânzarea propriilor procesoare. Activitatea principală și unică a ARM Limited este dezvoltarea de tehnologii și vânzarea de licențe către diverse companii pentru utilizarea arhitecturii ARM. Unii producători cumpără o licență pentru nuclee standard, în timp ce alții cumpără o așa-numită „licență de arhitectură” pentru a produce procesoare cu propriile nuclee. Aceste companii includ Apple, Samsung, Qualcomm, nVidia, HiSilicon și altele. Potrivit unor rapoarte, ARM Limited câștigă 0,067 USD pe fiecare astfel de procesor. Această cifră este o medie și, de asemenea, depășită. În fiecare an există din ce în ce mai multe nuclee în chipset-uri, iar noile procesoare multi-core depășesc mostrele învechite în ceea ce privește costul.

Caracteristici tehnice ale cipurilor ARM

Există două tipuri de arhitecturi moderne de procesoare: CISC(Calcul complex al seturilor de instrucțiuni) și RISC(Setul de instrucțiuni redus de calcul). Arhitectura CISC include familia de procesoare x86 (Intel și AMD) și arhitectura RISC, familia ARM. Principala diferență formală dintre RISC și CISC și, în consecință, x86 de la ARM, este setul de instrucțiuni redus utilizat în procesoarele RISC. Deci, de exemplu, fiecare instrucțiune din arhitectura CISC este transformată în mai multe instrucțiuni RISC. În plus, procesoarele RISC folosesc mai puțini tranzistori și astfel consumă mai puțină energie.

Principala prioritate pentru procesoarele ARM este raportul dintre performanță și consumul de energie. ARM are un raport de performanță pe watt mai mare decât x86. Puteți obține puterea de care aveți nevoie de la 24 de nuclee x86 sau sute de nuclee ARM mici, cu putere redusă. Desigur, chiar și cel mai puternic procesor bazat pe ARM nu va fi niciodată la fel de puternic ca un Intel Core i7. Dar același Intel Core i7 are nevoie de un sistem de răcire activ și nu se va potrivi niciodată într-o carcasă de telefon. ARM este în afara competiției aici. Pe de o parte, pare o opțiune atractivă pentru construirea unui supercomputer folosind un milion de procesoare ARM în loc de o mie de procesoare x86. Pe de altă parte, cele două arhitecturi nu pot fi comparate fără echivoc. În unele moduri, avantajul va fi pentru ARM, iar în altele - pentru x86.

Cu toate acestea, nu este în întregime corect să numiți procesoare cu cipuri cu arhitectură ARM. Pe lângă câteva nuclee de procesor, acestea includ și alte componente. Cel mai potrivit termen ar fi „single chip” sau „system on a chip” (SoC). SoC-urile moderne pentru dispozitive mobile includ un controler de memorie, un accelerator grafic, un decodor video, un codec audio și module wireless. După cum am menționat mai devreme, componentele individuale ale chipset-ului pot fi dezvoltate de terți. Cel mai frapant exemplu în acest sens sunt nucleele grafice, care, pe lângă ARM Limited (grafică Mali), sunt dezvoltate de Qualcomm (Adreno), NVIDIA (GeForce ULP) și Imagination Technologies (PowerVR).

În practică, arată așa. Majoritatea dispozitivelor mobile Android de buget vin cu chipset-urile companiei. MediaTek care urmează aproape invariabil instrucțiunile ARM Limited și le echipează cu nuclee Cortex-A și grafică Mali (mai rar PowerVR).

Brandurile A folosesc adesea chipset-uri de producție pentru dispozitivele lor emblematice. Qualcomm... Apropo, cele mai recente cipuri Qualcomm Snapdragon (,) sunt echipate cu nuclee Kryo complet personalizate pentru procesor și Adreno pentru acceleratorul grafic.

Cu privire la măr, apoi pentru iPhone și iPad, compania folosește propriile cipuri din seria A cu un accelerator grafic PowerVR, care sunt produse de companii terțe. Deci, sunt instalate procesorul quad-core A10 Fusion pe 64 de biți și procesorul grafic PowerVR GT7600.

La momentul scrierii acestui articol, arhitectura familiei de procesoare este considerată a fi la zi. ARMv8... A fost primul care a folosit un set de instrucțiuni pe 64 de biți și a acceptat mai mult de 4 GB de RAM. Arhitectura ARMv8 este compatibilă cu aplicațiile pe 32 de biți. Cel mai eficient și mai puternic nucleu de procesor dezvoltat de ARM Limited până în prezent este Cortex-A73, iar majoritatea producătorilor de SoC îl folosesc neschimbat.

Cortex-A73 oferă performanțe cu 30% mai bune decât Cortex-A72 și acceptă întreaga gamă de arhitecturi ARMv8. Frecvența maximă a nucleului procesorului este de 2,8 GHz.

Domeniul de aplicare al ARM

Cea mai mare faimă pentru ARM a venit din dezvoltarea dispozitivelor mobile. În ajunul producției în masă a smartphone-urilor și a altor echipamente portabile, procesoarele eficiente din punct de vedere energetic au venit la îndemână. Punctul culminant al dezvoltării ARM Limited a fost în 2007, când compania britanică și-a reînnoit parteneriatul cu Apple, iar după un timp cupertinienii au prezentat primul lor iPhone cu un procesor cu arhitectură ARM. Ulterior, sistemul cu un singur cip bazat pe arhitectura ARM a devenit o componentă invariabilă a aproape tuturor smartphone-urilor de pe piață.

Portofoliul ARM Limited nu se limitează doar la nucleele Cortex-A. De fapt, sub marca Cortex există trei serii de nuclee de procesor, care sunt desemnate prin literele A, R, M. Familia de nuclee Cortex-A, după cum știm deja, este cel mai puternic. Sunt utilizate în principal în smartphone-uri, tablete, set-top box-uri, receptoare de satelit, sisteme auto și robotică. Miezuri de procesor Cortex-R sunt optimizate pentru a îndeplini sarcini de înaltă performanță în timp real; prin urmare, astfel de cipuri se găsesc în echipamente medicale, sisteme de securitate autonome și medii de stocare. Sarcina principală a familiei Cortex-M este simplitate și cost redus. Din punct de vedere tehnic, acestea sunt cele mai slabe nuclee de procesor cu cel mai mic consum de energie. Procesoarele bazate pe astfel de nuclee sunt folosite aproape peste tot acolo unde sunt necesare energie minimă și costuri reduse de la dispozitiv: senzori, controlere, alarme, afișaje, ceasuri inteligente și alte echipamente.

În general, majoritatea dispozitivelor moderne, de la mici la mari, care necesită o unitate centrală de procesare, folosesc cipuri ARM. Un avantaj uriaș este faptul că arhitectura ARM este suportată de multe sisteme de operare pe platforma Linux (inclusiv Android și Chrome OS), iOS și Windows (Windows Phone).

Concurența pe piață și perspectivele de viitor

Trebuie să recunoaștem că ARM nu are concurenți serioși în acest moment. Și, în general, acest lucru se datorează faptului că ARM Limited a făcut alegerea corectă la un anumit moment. Dar chiar la începutul călătoriei sale, compania a produs procesoare pentru PC-uri și chiar a încercat să concureze cu Intel. După ce ARM Limited și-a schimbat direcția activităților, i-a fost și dificil. Apoi, monopolul software Microsoft, după ce a încheiat un acord de parteneriat cu Intel, nu a lăsat nicio șansă altor producători, inclusiv ARM Limited - Windows pur și simplu nu a funcționat pe sisteme cu procesoare ARM. Oricât de paradoxal ar părea, dar acum situația se poate schimba dramatic, iar Windows este deja pregătit să accepte procesoare pe această arhitectură.

În urma succesului cipurilor ARM, Intel a încercat să creeze un procesor competitiv și a intrat pe piață cu un cip Intel Atom... I-a luat mult mai mult timp să facă asta decât ARM Limited. Chipsetul a intrat în producție în 2011, dar, după cum se spune, trenul a plecat deja. Intel Atom este un procesor CISC bazat pe x86. Inginerii companiei au atins un consum mai mic de energie decât în ​​ARM, dar în acest moment, diverse software-uri mobile au o adaptare slabă la arhitectura x86.

În ultimul an, Intel a abandonat câteva decizii cheie în dezvoltarea viitoare a sistemelor mobile. De fapt, compania este pentru dispozitive mobile, deoarece acestea au devenit neprofitabile. Singurul producător important care și-a împachetat smartphone-urile cu chipset-uri Intel Atom a fost ASUS. Cu toate acestea, Intel Atom este încă utilizat pe scară largă în netbook-uri, nettop-uri și alte dispozitive portabile.

Poziția pe piață a ARM Limited este unică. În prezent, aproape toți producătorii folosesc evoluțiile sale. În același timp, compania nu are fabrici proprii. Acest lucru nu îl împiedică să fie la egalitate cu Intel și AMD. Istoria ARM include un alt fapt curios. Este posibil ca acum tehnologia ARM să aparțină Apple, care a stat la baza formării ARM Limited. În mod ironic, în 1998, cupertinienii, trecând printr-o criză, și-au vândut partea. Acum Apple este forțat să cumpere o licență pentru procesoarele ARM utilizate în iPhone și iPad împreună cu alte companii.

Procesoarele ARM sunt acum capabile să îndeplinească sarcini serioase. Pe termen scurt, acestea vor fi folosite în servere, în special, astfel de soluții au deja centre de date Facebook și PayPal. În epoca internetului obiectelor (IoT) și a dispozitivelor inteligente pentru casă, cipurile ARM sunt și mai solicitate. Deci cel mai interesant lucru pentru ARM urmează să vină.

Ei s-au gândit că, din moment ce un grup de studenți a reușit să creeze un procesor complet competitiv, atunci nu va fi dificil pentru inginerii lor. O excursie la Western Design Center din Phoenix le-a arătat inginerilor Steve Ferber și Sophie Wilson că nu vor avea nevoie de resurse incredibile pentru a implementa acest plan.

Wilson a început să dezvolte setul de instrucțiuni prin simularea noului procesor pe un computer BBC Micro. Acest lucru i-a convins pe inginerii Acorn că erau pe drumul cel bun. Dar totuși, aveau nevoie de mai multe resurse înainte de a merge mai departe. Era timpul ca Wilson să se apropie de regizorul Acorn, Herman Hauser, și să-i explice care este problema. După ce a dat aprobarea, o echipă mică s-a reunit pentru a implementa modelul lui Wilson în hardware.

Acorn RISC Machine: ARM2

Proiectul oficial Acorn RISC Machine a început în octombrie 1983. Tehnologia VLSI ( Engleză) a fost selectat ca furnizor de siliciu deoarece furniza deja Acorn cu ROM-uri și câteva circuite integrate personalizate. Dezvoltarea a fost condusă de Wilson și Ferber. Scopul lor principal a fost să obțină o latență scăzută de întrerupere, cum ar fi MOS Technology 6502. Arhitectura de acces la memorie, preluată de la 6502, a permis dezvoltatorilor să obțină performanțe bune fără a fi nevoie să folosească DMA scump pentru implementare. Primul procesor a fost fabricat de VLSI pe 26 aprilie 1985 - apoi a funcționat mai întâi și a fost numit ARM1. Primele procesoare de producție numite ARM2 au devenit disponibile în anul următor.

Prima sa aplicație a fost ca un al doilea procesor la BBC Micro, unde a fost folosit în dezvoltarea de software de simulare pentru a completa microcircuitele auxiliare ale computerului, precum și pentru a accelera software-ul CAD utilizat în dezvoltarea ARM2. Wilson a optimizat setul de instrucțiuni ARM pentru execuția BBC BASIC. Scopul inițial al unui computer complet bazat pe ARM a fost atins în 1987, odată cu lansarea lui Acorn Archimedes.

Atmosfera din jurul proiectului ARM a fost atât de secretă, încât, atunci când Olivetti negocia pentru achiziția unui pachet majoritar de acțiuni la Acorn, în 1985, nu au vorbit despre dezvoltarea proiectului până la sfârșitul negocierilor. În 1992, Acorn a câștigat din nou Premiul Queen pentru ARM.

ARM2 avea o magistrală de date pe 32 de biți, spațiu de adrese de 26 de biți și 16 registre de 32 de biți. Codul programului trebuia să se afle în primii 64 de megaocteți de memorie, iar contorul de program a fost limitat la 26 de biți, deoarece cei 4 biți superiori și cei 2 inferioare ai registrului de 32 de biți serveau drept stegulețe. ARM2 a devenit, probabil, cel mai simplu procesor popular pe 32 de biți din lume, cu doar 30.000 de tranzistori (în comparație, procesorul Motorola 68000, fabricat cu 6 ani mai devreme, avea aproximativ 70.000 de tranzistori). O mare parte din această simplitate provine din lipsa microcodului (care ocupă între un sfert și o treime din suprafața matriței în procesorul 68000) și din lipsa cache-ului, așa cum era cazul multor procesoare ale vremii. Această simplitate a dus la costuri reduse de energie, în timp ce ARM era mult mai puternic decât Intel 80286. Succesorul său, procesorul ARM3, avea deja un cache de 4 KB, sporind și mai mult performanța.

Apple, DEC, Intel: ARM6, StrongARM, XScale

Smartphone-urile moderne, PDA-urile și alte dispozitive portabile folosesc în principal versiunea de nucleu ARMv5. Procesoarele XScale și ARM926 (ARMv5TE) sunt acum mai abundente în dispozitivele high-end decât, de exemplu, procesoarele StrongARM și procesoarele ARMv4 bazate pe ARM9TDMI și ARM7TDMI, dar dispozitivele mai puțin sofisticate pot folosi versiuni mai vechi cu costuri de licență mai mici. Procesoarele ARMv6 sunt cu mult peste procesoarele standard ARMv5. Cortex-A este conceput special pentru smartphone-urile care au folosit anterior ARM9 și ARM11. Cortex-R este construit pentru aplicații în timp real, în timp ce Cortex-M este pentru microcontrolere.

Impactul tehnologiei ARM pe piață

Până la sfârșitul anului 2012, noile modele de procesoare ARM de la Apple și Samsung atinseseră performanța procesoarelor pentru notebook-uri de buget de la Intel. În special, tableta Samsung Nexus 10 a obținut 2348 de puncte, în timp ce procesorul Intel Core Duo de buget din laptopul Apple MacAir a obținut doar 1982 de puncte.

Mai multe companii au anunțat dezvoltarea de servere eficiente bazate pe clustere de procesoare ARM. Cu toate acestea, începând cu 2012, vânzările de servere ARM sunt în mod dispărut de mici (< 1% рынка серверов) .

procesoare ARM

Familia de sâmburi	Varianta de arhitectura	Miez	Funcții	Cache (I / D) / MMU	MIPS tipic @ MHz	Utilizare
ARM1	ARMv1 (învechit)	ARM1		Nu		Procesor ARM Evaluation System BBC Micro
ARM2	ARMv2 (învechit)	ARM2	S-a adăugat comanda MUL (multiplicare)	Nu	4 MIPS la 8 MHz 0,33 DMIPS / MHz	Ghinda Arhimede, Mașină de șah
	ARMv2a (învechit)	ARM250	MEMC (MMU), GPU, adăugate comenzi SWP și SWPB (swap).	Nu, MEMC1a	7 MIPS la 12 MHz	Ghinda arhimede
ARM3	ARMv2a (învechit)	ARM2a	Cache folosit pentru prima dată	4 KB partajat	12 MIPS la 25 MHz 0,50 DMIPS / MHz	Ghinda arhimede
ARM6	ARMv3 (învechit)	ARM60	Mai întâi a fost introdus spațiul de adresă de memorie pe 32 de biți (nu pe 26 de biți).	Nu	10 MIPS la 12 MHz	Multiplayer interactiv 3DO, receptor GPS Zarlink
		ARM600	La fel ca ARM60, coprocesorul matematic în virgulă mobilă FPA10	4 KB partajat	28 MIPS la 33 MHz
		ARM610	Ca ARM60, cache, fără magistrală de coprocesor	4 KB partajat	17 MIPS la 20 MHz 0,65 DMIPS / MHz	Acorn Risc PC 600, seria Apple Newton 100
ARM7	ARMv3 (învechit)	ARM700		8 KB partajat	40 MHz
		ARM710	Ca ARM700	8 KB partajat	40 MHz	Acorn Risc PC 700
		ARM710a	Ca ARM700	8 KB partajat	40 MHz 0,68 DMIPS / MHz	Acorn Risc PC 700, Apple eMate 300
		ARM7100	La fel ca ARM710a, un SoC integrat	8 KB partajat	18 MHz	Seria Psion 5
		ARM7500	La fel ca ARM710a, un SoC integrat.	4 KB partajat	40 MHz	Acorn A7000
		ARM7500FE	Controlere de memorie FPA și EDO adăugate ca ARM7500, „FE”	4 KB partajat	56 MHz 0,73 DMIPS / MHz	Acorn A7000 + computer de rețea
ARM7TDMI	ARMv4T	ARM7TDMI (-S)	Transportor în 3 trepte, modul Thumb	Nu	15 MIPS la 16,8 MHz 63 DMIPS la 70 MHz	Game Boy Advance, Nintendo DS, Apple iPod, Lego NXT, Atmel AT91SAM7, Juice Box, NXP Semiconductors LPC2000 și LH754xx, Actel CoreMP7
		ARM710T	Ca ARM7TDMI, cache	8 KB partajat, MMU	36 MIPS la 40 MHz	Seria Psion 5mx, Psion Revo / Revo Plus / Diamond Mako
		ARM720T	Ca ARM7TDMI, cache	MMU partajat de 8KB cu extensie de comutare rapidă a contextului (ing. Extensie de comutare rapidă a contextului)	60 MIPS la 59,8 MHz	Zipit Wireless Messenger, NXP Semiconductors LH7952x
		ARM740T	Ca ARM7TDMI, cache	MPU
	ARMv5TEJ	ARM7EJ-S	Pipeline în 5 etape, Thumb, Jazelle DBX, comenzi DSP avansate	nici unul
Braț puternic	ARMv4	SA-110		16 KB / 16 KB, MMU	203 MHz 1.0 DMIPS / MHz	Apple Newton seria 2x00, Acorn Risc PC, Rebel / Corel Netwinder, Chalice CATS
		SA-1100		16 KB / 8 KB, MMU	203 MHz	Psion netBook
		SA-1110	La fel ca SA-110, SoC integrat	16 KB / 8 KB, MMU	206 MHz	LART (computer), Intel Assabet, Ipaq H36x0, Balloon2, Zaurus SL-5x00, HP Jornada 7xx, seria Jornada 560, Palm Zire 31
ARM8	ARMv4	ARM810	Conductă în 5 etape, predicție de ramificație statică, memorie cu lățime de bandă dublă	8 KB unificat, MMU	84 MIPS la 72 MHz 1,16 DMIPS / MHz	Acorn Risc PC CPU Card Prototip
ARM9TDMI	ARMv4T	ARM9TDMI	Transportor în 5 trepte, Thumb	nici unul
		ARM920T	Ca ARM9TDMI, cache	16 KB / 16 KB, MMU cu FCSE (Extensie de comutare rapidă a contextului)	200 MIPS la 180 MHz	Armadillo, Atmel AT91SAM9, GP32, GP2X (primul nucleu), Tapwave Zodiac (Motorola i. MX1), Calculatoare Hewlett Packard HP-49/50, Sun SPOT, Cirrus Logic EP9302, EP9307, EP9312, EP9315, Samsung S3CTN4, Samsung S3CTN4 FIC Neo FreeRunner), Samsung S3C2410 (dispozitive de navigare TomTom)
		ARM922T	Ca ARM9TDMI, cache	8 KB / 8 KB, MMU		NXP Semiconductors LH7A40x
		ARM940T	Ca ARM9TDMI, cache	4 KB / 4 KB, MPU		GP2X (al doilea nucleu), Meizu M6 Mini Player
ARM9E	ARMv5TE	ARM946E-S	Thumb, instrucțiuni DSP îmbunătățite, cache	memorii variabile, strâns cuplate, MPU		Nintendo DS, Nokia N-Gage, Canon PowerShot A470, Canon EOS 5D Mark II, cipuri Conexant 802.11, Samsung S5L2010
		ARM966E-S	Thumb, instrucțiuni DSP îmbunătățite	fără cache, TCM-uri		STM STR91xF, include Ethernet
		ARM968E-S	Ca ARM966E-S	fără cache, TCM-uri		NXP Semiconductors LPC2900
	ARMv5TEJ	ARM926EJ-S	Thumb, Jazelle DBX, instrucțiuni DSP îmbunătățite	variabilă, TCM, MMU	220 MIPS la 200 MHz,	Telefoane mobile: Sony Ericsson (seria K, W); Siemens și Benq (seria x65 și mai nou); LG Arena, LG Cookie Fresh; TI OMAP1710 ... OMAP1612, OMAP-L137, OMAP-L138; Qualcomm MSM6100 ... MSM6800; Freescale i.MX21, i.MX27, Atmel AT91SAM9, NXP Semiconductors LPC3000, GPH Wiz, NEC C10046F5-211-PN2-A SoC - nucleu nedocumentat în cipul grafic ATi Hollywood utilizat în Wii, Samsung S3C2412 Duet folosit în Squeze Controler. Squeezebox Radio; NeoMagic MiMagic Family MM6, MM6 +, MM8, MTV; Buffalo TeraStation Live (NAS); Telechips TCC7801, TCC7901; ZiiLABS „ZMS-05 system on a chip; Western Digital MyBook I World Edition
	ARMv5TE	ARM996HS	Procesor fără ceas precum ARM966E-S	fără cache, TCM, MPU
ARM10E	ARMv5TE	ARM1020E	Pipeline în 6 etape, Thumb, instrucțiuni DSP îmbunătățite, (VFP)	32 KB / 32 KB, MMU
		ARM1022E	Ca ARM1020E	16 KB / 16 KB, MMU
	ARMv5TEJ	ARM1026EJ-S	Thumb, Jazelle DBX, instrucțiuni DSP îmbunătățite, (VFP)	variabilă, MMU sau MPU		Western Digital MyBook II World Edition; SoC ADSL Conexant so4610 și so4615
XScale	ARMv5TE	80200 / IOP310 / IOP315	Procesor I/O, Thumb, instrucțiuni DSP îmbunătățite
		80219			400/600 MHz	Thecus N2100 Procesorul Intel 80219 include nucleu XScale pe 32 de biți de mare viteză de 400 sau 600 MHz cu interfață PCI-X pe 64 de biți Busul PCI / PCI-X permite conectarea controlerelor Gigabit Ethernet
		IOP321			600 BogoMips la 600 MHz	Iyonix
		IOP33x
		IOP34x	1-2 nuclee, accelerare RAID	32K / 32K L1, 512K L2, MMU
		PXA210 / PXA250	Procesor de aplicații, conductă în 7 etape		PXA210: 133 și 200 MHz, PXA250: 200, 300 și 400 MHz	Zaurus SL-5600, iPAQ H3900, Sony CLIÉ NX60, NX70V, NZ90
		PXA255		32KB / 32KB, MMU	400 BogoMips @ 400 MHz; 371-533 MIPS la 400 MHz	Gumstix basix & connex, Palm Tungsten E2, Zaurus SL-C860, Mentor Ranger & Stryder, iRex ILiad
		PXA263			200, 300 și 400 MHz	Sony CLIÉ NX73V, NX80V
		PXA26x			implicit 400 MHz, până la 624 MHz	Palm Tungsten T3
		PXA27x	Procesor de aplicații	32 KB / 32 KB, MMU	800 MIPS la 624 MHz	Gumstix verdex, „Trizeps-Modules” PXA270 COM, HTC Universal, hx4700, Zaurus SL-C1000, 3000, 3100, 3200, Dell Axim x30, x50, and x51 series, Motorola Q, Balloon3, Trolltech, Motorola Greenphone, Ezx Platformă A728, A780, A910, A1200, E680, E680i, E680g, E690, E895, Rokr E2, Rokr E6, Fujitsu Siemens LOOX N560, Toshiba Portégé G500, Toshiba Portégé G900, T6pr0ē52, T6pr-7pit Navigator
		PXA800 (E) F
		PXA3XX (nume de cod „Monahans”)	PXA31x are un accelerator grafic hardware	32KB / 32KB L1, TCM, MMU	800 MIPS la 624 MHz	Highscreen Alex
		PXA900				Blackberry 8700, Blackberry Pearl (8100)
		IXC1100	Procesor plan de control
		IXP2400 / IXP2800
		IXP2850
		IXP2325 / IXP2350
		IXP42x				NSLU2 IXP460 / IXP465
ARM11	ARMv6	ARM1136J (F) -S	Pipeline în 8 etape, SIMD, Thumb, Jazelle DBX, (VFP), Instrucțiuni îmbunătățite DSP	variabilă, MMU	740 @ 532-665 MHz (i.MX31 SoC), 400-528 MHz	TI OMAP2420 (Nokia E90, Nokia N93, Nokia N95, Nokia N82), Zune, BUGbase, Nokia N800, Nokia N810, Qualcomm MSM7200 (cu ARM926EJ-S integrat [email protected] MHz, utilizat în Eten Glofiish, HTC TyTN II, HTC Nike), Freescale i.MX31 (folosit în Zune 30gb original și Toshiba Gigabeat S), Freescale MXC300-30 (Nokia E63, Nokia E71, Nokia E72, Nokia 5800, Nokia E51, Nokia 6700 Classic, Nokia 6120 Classic, Nokia 6210 Navigator, Nokia 6220 Classic, Nokia 6290, Nokia 6710 Navigator, Nokia 6720 Classic, Nokia E75, Nokia N97, Nokia N81), Qualcomm MSM7201A așa cum se vede în HTC Dream, HTC Magic , Motorola ZN5, Motorola E8, Motorola VE66, Motorola Z6, HTC Hero și Samsung SGH-i627 (Propel Pro), Qualcomm MSM7227 utilizate în ZTE Link, HTC Legend, HTC Wildfire S, LG P500, LG GT540,
	ARMv6T2	ARM1156T2 (F) -S	Conductă în 9 etape, SIMD, Thumb-2, (VFP), Instrucțiuni îmbunătățite DSP	variabilă, MPU
	ARMv6KZ	ARM1176JZ (F) -S	Ca ARM1136EJ (F) -S	variabilă, MMU + TrustZone		Apple iPhone (original și 3G), Apple iPod touch (prima și a doua generație), Conexant CX2427X, Motorola RIZR Z8, Motorola RIZR Z10, NVIDIA GoForce 6100; Mediatek MT6573; Telecipuri TCC9101, TCC9201, TCC8900, Fujitsu MB86H60, Samsung S3C6410 (de exemplu, Samsung Moment), S3C6430
	ARMv6K	ARM11 MPCore	Ca ARM1136EJ (F) -S, 1-4 nuclee SMP	variabilă, MMU		Nvidia APX 2500
Familia de sâmburi	Varianta de arhitectura	Miez	Funcții	Cache (I / D) / MMU	MIPS tipic @ MHz	Aplicații
Cortexul	ARMv7-A	Cortex-A5	VFP, NEON, Jazelle RCT și DBX, Thumb-2, transportor în 8 trepte, în comandă, SMP cu 1-4 nuclee	variabilă (L1), MMU + TrustZone	până la 1500 (1,5 DMIPS / MHz)	„Sparrow” (nume de cod ARM)
		Cortex-A8	VFP, NEON, Jazelle RCT, Thumb-2; Conductă în 13 trepte, în comandă, 2 decodoare	variabilă (L1 + L2), MMU + TrustZone	până la 2000 (2,0 DMIPS / MHz cu viteză de la 600 MHz la mai mult de 1 GHz)	Seria TI OMAP3xxx, SBM7000, Universitatea de Stat din Oregon OSWALD, Gumstix Overo Earth, Pandora, Apple iPhone 3GS, Apple iPod touch (a treia generație), Apple iPad (procesor Apple A4), Apple iPhone 4 (procesor Apple A4), Archos 5, Archos 101, FreeScale i.MX51-SOC, BeagleBoard, Motorola Droid, Motorola Droid X, Palm Pre, Samsung Omnia HD, Samsung Wave S8500, Nexus S, Sony Ericsson Satio, Touch Book, Nokia N900, Meizu M9, sistem ZiiLABS ZMS-08 pe un cip, Boxchip A13
		Cortex-A9	Profil de aplicație, (VFP), (NEON), Jazelle RCT și DBX, Thumb-2, Problemă speculativă în afara ordinii superscalar (2 decodoare); 9-12 trepte ale transportorului	MMU + TrustZone	2,5 DMIPS / MHz	Apple iPhone 4S, Apple iPad 2 (Apple A5), MediaTek MT6575 / 6515M
		Cortex-A9 MPCore	Ca Cortex-A9, 1-4 nuclee SMP	MMU + TrustZone	10.000 DMIPS la 2 GHz pe TSMC 40G cu performanță optimizată (quad core?) (2,5 DMIPS / MHz per nucleu)	PlayStation® Vita, TI OMAP4430 / 4440, ST-Ericsson U8500, Nvidia Tegra2, Samsung Exynos 4210, MediaTek MT6577 / 6517
		Cortex-A15 MPCore	1-32 nuclee SMP; Superscalar necomandat (3 decodoare); 15+ trepte transportoare; VFPv4, NEON	MMU, LPAE	3,5 DMIPS / MHz / Core; 1,0 GHz - 2,5 GHz (@ 28 nm)
		Cortex-A7 MPCore	FPU, NEON; În ordine (1 decodor); 8 trepte ale transportorului.	MMU, LPAE	1.9 DMIPS / MHz / CPU; 0,8-1,5 GHz (@ 28nm)	(Broadcom, Freescale, HiSilicon, LG, Samsung, STEricsson, Texas Instruments, MediaTek)
	ARMv7-R	Cortex-R4 (F)	Profil încorporat, Thumb-2, (FPU)	cache variabilă, MPU opțional	600 DMIPS la 475 MHz	Broadcom este un utilizator, TI TMS570
	ARMv7-ME	Cortex-M4 (nume de cod „Merlin”)	Profil de microcontroler, atât Thumb cât și Thumb-2, FPU. Hardware MAC, SIMD și instrucțiuni de divizare	MPU optional	1,25 DMIPS / MHz	NXP Semiconductors
	ARMv7-M	Cortex-M3	Profil de microcontroler, numai Thumb-2. Instrucțiuni de împărțire hardware	fără cache, MPU opțional	125 DMIPS la 100 MHz	Stellaris, STM STM32, NXP LPC1700, Toshiba TMPM330FDFG, Ember "s EM3xx Series, Atmel AT91SAM3, Europe Technologies EasyBCU, Energy Micro" s EFM32, Actel "s SmartFusion, Milandr 1986BE91T
	ARMv6-M	Cortex-M0 (nume de cod „Swift”)	Profil de microcontroler, subset Thumb-2 (instrucțiuni Thumb pe 16 biți și BL, MRS, MSR, ISB, DSB și DMB)	Fără cache	0,9 DMIPS / MHz	NXP Semiconductors NXP LPC1100, Triad Semiconductor, Melfas, Chungbuk Technopark, Nuvoton, austriamicrosystems, Milandr K1986BE2T
		Cortex-M1	FPGA vizat, profil microcontroler, subset Thumb-2 (instrucțiuni Thumb pe 16 biți și BL, MRS, MSR, ISB, DSB și DMB)	Niciuna, memorie strâns cuplată opțională	Până la 136 DMIPS la 170 MHz (0,8 DMIPS / MHz, MHz realizabil în funcție de FPGA)	Dispozitivele Actel ProASIC3, ProASIC3L, IGLOO și Fusion PSC, Altera Cyclone III, alte produse FPGA sunt, de asemenea, acceptate, de ex. Sinplicitate
Familia de sâmburi	Varianta de arhitectura	Miez	Funcții	Cache (I / D) / MMU	MIPS tipic @ MHz	Aplicații

Arhitectură

Există de mult timp un manual de referință pentru arhitectura ARM care delimitează toate tipurile de interfețe pe care le suportă ARM, deoarece detaliile de implementare pentru fiecare tip de procesor pot diferi. Arhitectura a evoluat de-a lungul timpului, iar de la ARMv7 au fost definite 3 profiluri: ‘A’ (aplicație) pentru aplicații, ‘R’ (timp real) pentru timp real, ’M’ (microcontroller) pentru un microcontroler.

Profilurile pot suporta mai puține comenzi (comenzi de un anumit tip).

Moduri

Procesorul poate fi în unul dintre următoarele moduri de operare:

• Modul utilizator este modul normal de execuție a programului. Majoritatea programelor sunt executate în acest mod.
• Fast Interrupt (FIQ) - modul de întrerupere rapidă (timp de răspuns mai scurt)
• Întreruperea (IRQ) este modul principal de întrerupere.
• Modul sistem este un mod protejat pentru utilizare de către sistemul de operare.
• Abort mode - modul la care comută procesorul atunci când apare o eroare la accesarea memoriei (accesarea datelor sau a instrucțiunilor în etapa prefetch a conductei).
• Mod supervizor - modul utilizator privilegiat.
• Mod nedefinit - modul în care intră procesorul când încearcă să execute o instrucțiune necunoscută.

Comutarea modului procesorului are loc atunci când apare o excepție corespunzătoare sau prin modificarea registrului de stare.

Set de comenzi

Pentru a menține designul curat, simplu și rapid, fabricarea originală ARM a fost realizată fără microcod, la fel ca procesorul mai simplu 6502 pe 8 biți utilizat în microcalculatoarele anterioare de la Acorn Computers.

Set de instrucțiuni ARM

Modul în care este executat setul de instrucțiuni pe 32 de biți.

Set de comenzi pentru degetul mare

Pentru a îmbunătăți densitatea codului, procesoarele care încep de la ARM7TDMI sunt echipate cu un mod „degetul mare”. În acest mod, procesorul execută un set alternativ de instrucțiuni pe 16 biți. Majoritatea acestor instrucțiuni pe 16 biți se traduc în instrucțiuni ARM normale. Reducerea lungimii instrucțiunii se realizează prin ascunderea unor operanzi și prin limitarea capacităților de adresare în comparație cu modul complet de set de instrucțiuni ARM.

În modul Thumb, codurile operaționale mai mici au mai puține funcționalități. De exemplu, numai ramurile pot fi condiționate, iar multe coduri de operare sunt limitate la accesarea doar la jumătate din registrele procesorului principal. Codurile operaționale mai scurte au ca rezultat, în general, o densitate mai mare a codului, deși unele operațiuni necesită instrucțiuni suplimentare. În situațiile în care portul de memorie sau lățimea magistralei este limitată la 16 biți, codurile operaționale Thumb mai scurte sunt mult mai eficiente decât codul ARM obișnuit pe 32 de biți, deoarece mai puțin cod va trebui să fie încărcat în procesor cu lățime de bandă limitată a memoriei.

Hardware precum Game Boy Advance are de obicei o cantitate mică de RAM disponibilă cu un purtător complet de 32 de biți. Dar majoritatea operațiunilor se fac pe un canal de date de 16 biți sau mai îngust. În acest caz, este logic să utilizați codul degetului mare și să optimizați manual unele secțiuni grele ale codului trecând la instrucțiuni complete ARM pe 32 de biți.

Primul procesor cu un decodor comutator a fost ARM7TDMI. Toate procesoarele din familia ARM9, precum și XScale, aveau un decodor de comandă cu degetul mare încorporat.

Set de comenzi Thumb-2

Thumb-2 este o tehnologie care a început cu nucleul ARM1156, anunțat în 2003. Acesta extinde setul de instrucțiuni Thumb limitat de 16 biți cu instrucțiuni suplimentare de 32 de biți pentru a oferi setului de instrucțiuni o lățime suplimentară. Scopul Thumb-2 este de a atinge densitatea codului de tip Thumb și performanța setului de instrucțiuni ARM pe 32 de biți. Putem spune că în ARMv7 acest obiectiv a fost atins.

Thumb-2 extinde atât instrucțiunile ARM, cât și Thumb cu și mai multe instrucțiuni, inclusiv controlul câmpului de biți, ramificarea tabelară, execuția condiționată. Noul Unified Assembly Language (UAL) acceptă generarea de instrucțiuni atât pentru ARM, cât și pentru Thumb, din același cod sursă. Versiunile ARMv7 ale Thumb arată ca codul ARM. Acest lucru necesită prudență și utilizarea unei noi comenzi dacă-atunci care acceptă executarea a până la 4 comenzi consecutive în starea de testare. În timpul compilării la codul ARM, acesta este ignorat, dar la momentul compilarii la cod, Thumb-2 generează comenzi. De exemplu:

; dacă (r0 == r1) CMP r0, r1 ITE EQ ; ARM: fără cod... Thumb: instrucțiuni IT; atunci r0 = r2; MOVEQ r0, r2 ; ARM: condiționat; Degetul mare: starea prin ITE „T” (atunci); altfel r0 = r3; MOVNE r0, r3 ; ARM: condiționat; Degetul mare: stare prin ITE „E” (altfel) ; reamintim că instrucțiunea Thumb MOV nu are biți pentru a codifica „EQ” sau „NE”

Toate cipurile ARMv7 acceptă setul de instrucțiuni Thumb-2, iar unele cipuri, cum ar fi Cortex-m3, acceptă doar Thumb-2. Restul cipurilor Cortex și ARM11 acceptă atât seturile de instrucțiuni Thumb-2, cât și ARM.

Set de comandă Jazelle

Extensii de securitate

Extensiile de securitate comercializate ca TrustZone Technology se găsesc în ARMv6KZ și în alte arhitecturi mai recente cu profil de aplicație. Oferă o alternativă ieftină la adăugarea unui motor de securitate dedicat, oferind 2 procesoare virtuale susținute de controlul accesului hardware. Acest lucru permite nucleului aplicației să comute între două stări numite „lumi” (pentru a evita confuzia cu numele posibilelor domenii) pentru a preveni scurgerea informațiilor dintr-o lume mai importantă într-una mai puțin importantă. Acest comutator mondial este de obicei ortogonal cu toate celelalte capabilități ale procesorului. Astfel, fiecare lume poate funcționa independent de alte lumi folosind același nucleu. Memoria și perifericele sunt create în mod corespunzător, având în vedere lumea kernel-ului și pot folosi acest lucru pentru a obține controlul asupra accesului la secretele și codurile nucleului. Aplicațiile tipice TrustZone Technology ar trebui să ruleze un sistem de operare complet într-o lume mai puțin importantă și un cod mai slab, specific securității într-o lume mai importantă, permițând gestionării drepturilor digitale un control mult mai precis asupra utilizării media pe dispozitivele bazate pe ARM și prevenind accesul neautorizat. acces la dispozitiv....

În practică, deoarece detaliile specifice ale implementării TrustZone rămân proprietatea companiei și nu sunt dezvăluite, rămâne neclar ce nivel de securitate este garantat pentru acest model de amenințare.

Depanare

Toate procesoarele ARM moderne includ hardware de depanare, deoarece fără ele, depanatorii de software nu ar putea efectua cele mai de bază operațiuni, cum ar fi oprirea, indentarea și setarea punctelor de întrerupere după repornire.

Arhitectura ARMv7 definește instrumentele de depanare subiacente la nivel arhitectural. Acestea includ puncte de întrerupere, puncte de vedere și executarea comenzilor în modul de depanare. Astfel de instrumente au fost disponibile și cu modulul de depanare EmbeddedICE. Ambele moduri sunt acceptate - opriți și navigați. Mecanismul de transport real care este utilizat pentru a accesa instrumentele de depanare nu este specificat arhitectural, dar implementarea include de obicei suport JTAG.

Există o arhitectură separată de depanare „vizualizare kernel” care nu este cerută din punct de vedere arhitectural de procesoarele ARMv7.

Registrele

ARM oferă 31 de registre de uz general pe 32 de biți. În funcție de modul și starea procesorului, utilizatorul are acces doar la un set de registre strict definit. În starea ARM, 17 registre sunt disponibile în mod constant dezvoltatorului:

• 13 registre generale (r0..r12).
• Stack Pointer (r13) - conține indicatorul de stivă al programului care se execută.
• Registrul de legături (r14) - conține adresa de retur în instrucțiunile de filială.
• Program Counter (r15) - biții conțin adresa instrucțiunii care se execută.
• Registrul de stare a programului curent (CPSR) - conține steaguri care descriu starea curentă a procesorului. Modificat când sunt executate multe instrucțiuni: logice, aritmetice etc.

În toate modurile, cu excepția modului Utilizator și a modului Sistem, este disponibil și Registrul de stare program salvat (SPSR). După ce apare o excepție, registrul CPSR este stocat în SPSR. Astfel, starea procesorului (mod, stare; steaguri de aritmetică, operații logice, activare întrerupere) este fixată în momentul imediat înainte de întrerupere.

usr	sys	svc	cca	und	irq	fiq
R0
R1
R2
R3
R4
R5
R6
R7
R8						R8_fiq
R9						R9_fiq
R10						R10_fiq
R11						R11_fiq
R12						R12_fiq
R13		R13_svc	R13_abt	R13_und	R13_irq	R13_fiq
R14		R14_svc	R14_abt	R14_und	R14_irq	R14_fiq
R15
CPSR
		SPSR_svc	SPSR_abt	SPSR_und	SPSR_irq	SPSR_fiq

Lucrul cu memoria

Sisteme I/O acceptate

Majoritatea modelelor de microprocesoare existente implementează magistrala PCI și capacitatea de a lucra cu memoria dinamică externă cu acces aleatoriu (DRAM). Procesoarele concepute pentru dispozitivele de consum mai integrează de obicei: controlere de magistrală USB, IIC, dispozitiv audio compatibil AC'97, dispozitiv pentru lucrul cu medii flash SD și MMC, controler de port serial.

Toate procesoarele au linii I/O de uz general (GPIO). În dispozitivele de consum, acestea pot fi conectate la butoane „pornire rapidă”, LED-uri de semnal, rotiță de defilare (JogDial), tastatură.

Procesul de pornire a sistemului de operare pe mașinile ARM

Suport sisteme de tip Unix

Arhitectura ARM este suportată de sistemele de operare Unix și asemănătoare Unix GNU / Linux, BSD, QNX, Plan 9, Inferno, Solaris, Mac OS X, iOS, WebOS și Android.

Linux

Următoarele distribuții acceptă procesoare ARM:

BSD

Următoarele derivate BSD acceptă procesoare ARM:

Solaris

Suport pentru alte sisteme de operare

Sisteme de operare care rulează pe ARM: ReactOS, FreeRTOS, Nucleus, Symbian OS, Windows CE, RISC OS, Windows RT.

Licențiații ARM și costul estimat al licenței

ARM nu produce sau vinde procesoare personalizate, ci în schimb licențiază procesoarele partenerilor interesați. ARM oferă o mare varietate de termeni de licență care variază ca cost și detalii. Pentru toți deținătorii de licență, ARM furnizează o descriere a părții hardware a nucleului, precum și un set complet de instrumente de dezvoltare software (compilator, depanator), precum și dreptul de a vinde procesoare ARM fabricate. Unii clienți sunt angajați în fabricarea de procesoare pentru companii terțe.

Raportul anual 2006 al ARM raportează că acordarea de licențe a 2,5 miliarde de unități (procesoare) a generat 161 milioane USD. Acest lucru este echivalent cu 0,067 USD pe unitate. Cu toate acestea, aceasta este o cifră foarte medie - include licențe pentru cele mai scumpe procesoare noi și procesoare vechi ieftine.

Note (editare)

1. „ÎRMAT pentru sufragerie”.
2. „Un interviu cu Steve Furber”
3. Samsung Nexus 10 - Browser Geekbench
4. MacBook Air - Browser Geekbench
5. Criterii de referință Apache pentru serverul web de 5 wați de la Calxeda - Servere ARM, acum!
6. http://www.apm.com/global/x-gene/docs/2012_03_OPP%20Cloudy%20with%20a%20Chance%20of%20ARM.pdf
7. „ARM810 - Dancing to the Beat of a Different Drum” Prezentare ARM Holdings la Hot Chips 1996-08-07.
8. Registrul 13, registrul FCSE PID ARM920T Manual de referință tehnică
9. Neo1973: comparație GTA01Bv4 versus GTA02. Arhivat din original pe 13 martie 2012. Consultat la 15 noiembrie 2007.
10. S3C2410. Arhivat din original pe 13 martie 2012. Consultat la 13 ianuarie 2010.
11. Seria Rockbox Samsung SA58xxx. Arhivat
12. Port Rockbox Meizu M6 - Informații hardware. Arhivat din original pe 13 martie 2012. Consultat la 22 februarie 2008.
13. Fișe tehnice - Magic Lantern Firmware Wiki
14. Microcontroller STR9 - STR912 - STR912FW44 - pagina de descărcare documente și fișiere. Mcu.st.com. (link indisponibil - poveste) Preluat la 18 aprilie 2009.
15. Starleta.
16. Benchmarks - Albatros. Albatross-uav.org (18 iunie 2005). (link indisponibil - poveste) Preluat la 18 aprilie 2009.
17. ARM1136J (F) -S - Procesor ARM. Arm.com. Arhivat
18. Chips Qualcomm kernel ARM - de la telefoane la laptopuri. xi0.info. Arhivat
19. Chipset Qualcomm MSM7227 RISC. pdadb.net. Arhivat din original pe 13 martie 2012. Consultat la 8 mai 2010.
20. GoForce 6100. Nvidia.com. Arhivat din original pe 13 martie 2012. Consultat la 18 aprilie 2009.
21. Mediatek MT6573. http://www.mediatek.com. ; Arhivat din original pe 6 iunie 2012. Consultat la 18 aprilie 2009.
22. Procesoare Samsung S3C6410 și S3C6430 ARM. Samsung. Preluat la 8 octombrie 2009.și Qualcomm MSM7627 așa cum se vede în Palm Pixi și Motorola Calgary / Devour
23. Merit, Rick„ARM se întinde cu nucleu A5, grafică, FPGA”. EE Times (21 octombrie 2009). Arhivat din original pe 13 martie 2012. Consultat la 28 octombrie 2009.
24. Clarke, Peter Planuri de sfaturi ARM pentru nucleele procesoarelor Swift și Sparrow. EE Times (3 februarie 2009). Arhivat din original pe 13 martie 2012. Consultat la 18 aprilie 2009.
25. Segan, Sascha ARM "s Multicore Chips Aim for Netbooks. PC Magazine (9 aprilie 2009). Arhivat din originalul 13 martie 2012. Recuperat la 18 aprilie 2009.
26. http://pc.watch.impress.co.jp/video/pcw/docs/423/409/p1.pdf
27. Procesor Cortex-A15 - ARM
28. Procesor Cortex-A7 - ARM
29. Benz, Benjamin Cortex Nachwuchs bei ARM. Heise.de.2 februarie 2010. Arhivat din original pe 13 martie 2012. Consultat la 3 mai 2010.
30. Clarke, Peter ARM pregătește un miez mic pentru microcontrolere cu putere redusă. EE Times (23 februarie 2009). Arhivat din original pe 13 martie 2012. Consultat la 30 noiembrie 2009.
31. Walko, John NXP primul care a demonstrat siliciul ARM Cortex-M0. EE Times (23 martie 2009). Arhivat din original pe 13 martie 2012. Consultat la 29 iunie 2009.
32. VCA-uri alimentate cu ARM „Triad Semiconductor
33. Cortex-M0 folosit în controlerul tactil de putere redusă - 06.10.2009 - Electronics Weekly
34. Chungbuk Technopark alege procesorul ARM Cortex-M0
35. Traducere Google
36. Austriamicrosystems alege procesorul ARM Cortex-M0 pentru aplicații cu semnal mixt
37. „ARM Extends Cortex Family with First Processor Optimized for FPGA”, comunicat de presă ARM, 19 martie 2007. Recuperat la 11 aprilie 2007.

Cu siguranță fiecare dintre voi v-ați întrebat: ce este ARM? Puteți auzi adesea această abreviere când vine vorba de procesorul dispozitivului. Și uneori nu toată lumea îi înțelege pe deplin esența.

Să spunem doar că ARM este o companie, dar ARM este și o arhitectură de procesor care a fost dezvoltată de ARM.

Procesorul ARM este un procesor bazat pe arhitectura RISC dezvoltată de Acorn Computers în anii 1980 și este în prezent dezvoltat de Advanced RISC Machines, de unde și abrevierea „ARM”. În acest caz, abrevierea ARM în raport cu arhitectura procesorului înseamnă direct Acorn RISC Machine. Cu alte cuvinte, există două semnificații ale abrevierei ARM.

Advanced RISC Machines este o companie din Marea Britanie care proiectează, proiectează și licențiază arhitectura procesorului ARM. ARM dezvoltă o metodă de construire a procesoarelor ARM, iar companii precum Qualcomm și Samsung își dezvoltă procesoarele bazate pe ARM. În prezent, aproape toate dispozitivele cu dimensiuni reduse și echipate cu baterie au procesoare bazate pe arhitectura ARM.

Există mai multe tipuri de arhitectură de procesor: CISC, RISC, MISC. Primul se distinge printr-un set mare de instrucțiuni, adică CISC este proiectat să lucreze cu instrucțiuni complexe de lungime inegală. RISC, pe de altă parte, are un set redus de comenzi care au același format și diferă prin codificare simplă.

Pentru a înțelege diferența, imaginați-vă că computerul dvs. personal are un procesor AMD sau Intel CISC. Procesoarele CISC generează mai multe MIPS (milioane de instrucțiuni pe secundă, adică numărul de instrucțiuni specifice pe care procesorul le execută într-o secundă).

Procesoarele RICS au mai puțini tranzistori, ceea ce le permite să consume mai puțină energie. Numărul redus de instrucțiuni permite proiectarea de microcircuite simplificate. Dimensiunea redusă a cipului are ca rezultat o matriță mai mică, ceea ce permite mai multe componente pe procesor, ceea ce face procesoarele ARM mai mici și mult mai eficiente din punct de vedere energetic.

Arhitectura ARM este perfectă pentru smartphone-urile pentru care principalul lucru este consumul de energie, în timp ce performanța procesoarelor ARM este, desigur, semnificativ inferioară soluțiilor de top de la Intel și AMD. În același timp, procesoarele ARM nu pot fi numite slabe. ARM acceptă atât arhitectura pe 32 de biți, cât și pe 64 de biți, există și suport pentru virtualizarea hardware, managementul avansat al energiei.

Parametrul principal atunci când se evaluează procesoarele ARM este raportul dintre performanță și consumul de energie, aici procesoarele ARM funcționează mai bine decât, de exemplu, procesorul Intel x86 bazat pe arhitectura CISC.

Astfel, în cazul supercomputerelor, va fi mai atractiv să folosiți un milion de procesoare ARM în loc de o mie de procesoare pe arhitectura x86.

Bazat pe materiale de la androidcentral

Marea majoritate a gadgeturilor moderne folosesc procesoare bazate pe arhitectura ARM, care este dezvoltată de compania cu același nume, ARM Limited. Interesant este că compania în sine nu produce procesoare, ci doar licențiază tehnologiile producătorilor terți de cipuri. În plus, compania dezvoltă și nuclee de procesoare Cortex și acceleratoare grafice Mali, pe care cu siguranță le vom atinge în acest material.

ARM Limited

Compania ARM, de fapt, este un monopol în domeniul său, iar marea majoritate a smartphone-urilor și tabletelor moderne de pe diverse sisteme de operare mobile folosesc procesoare bazate pe arhitectura ARM. Producătorii de cipuri licențiază nuclee individuale, seturi de instrucțiuni și tehnologii aferente de la ARM, iar costul licențelor variază semnificativ în funcție de tipul de nuclee de procesor (acestea pot fi atât soluții cu buget redus, cât și quad-core și chiar opt nuclee ultramoderne). cipuri) și componente suplimentare. Declarația anuală a veniturilor din 2006 a ARM Limited a arătat venituri de 161 milioane USD din licențierea a aproximativ 2,5 miliarde de procesoare (în creștere de la 7,9 miliarde USD în 2011), ceea ce se traduce la aproximativ 0,067 USD pe cip. Totuși, din motivul menționat mai sus, aceasta este o cifră foarte medie din cauza diferenței de prețuri pentru diferite licențe, iar de atunci profitul companiei ar fi trebuit să crească de multe ori.

Procesoarele ARM sunt foarte răspândite în zilele noastre. Cipurile pe această arhitectură sunt folosite peste tot, până la servere, dar cel mai adesea ARM poate fi găsit în sistemele încorporate și mobile, de la controlere de hard disk la smartphone-uri moderne, tablete și alte gadget-uri.

Miezuri de cortex

ARM dezvoltă mai multe familii de nuclee care sunt utilizate pentru diferite sarcini. De exemplu, procesoarele bazate pe Cortex-Mx și Cortex-Rx (unde „x” este o cifră sau un număr care indică numărul exact de bază) sunt utilizate în sistemele încorporate și chiar în dispozitivele de consum, cum ar fi routerele sau imprimantele.

Nu ne vom opri asupra lor în detaliu, deoarece ne interesează în primul rând familia Cortex-Ax - cipurile cu astfel de nuclee sunt folosite în cele mai productive dispozitive, inclusiv smartphone-uri, tablete și console de jocuri. ARM lucrează constant la noi nuclee din linia Cortex-Ax, dar la momentul scrierii acestui articol, smartphone-urile folosesc următoarele:

Cu cât numărul este mai mare, cu atât performanța procesorului este mai mare și, în consecință, este mai scumpă clasa de dispozitive în care este utilizat. Cu toate acestea, trebuie remarcat faptul că această regulă nu este întotdeauna respectată: de exemplu, cipurile bazate pe nuclee Cortex-A7 au performanțe mai bune decât pe Cortex-A8. Cu toate acestea, dacă procesoarele de pe Cortex-A5 sunt deja considerate aproape învechite și nu sunt aproape niciodată utilizate în dispozitivele moderne, atunci procesoarele de pe Cortex-A15 pot fi găsite în comunicatoarele și tabletele emblematice. Nu cu mult timp în urmă, ARM a anunțat oficial dezvoltarea unor nuclee Cortex-A53 și Cortex-A57 noi, mai puternice și, în același timp, eficiente din punct de vedere energetic, care vor fi combinate pe un singur cip folosind tehnologia ARM big.LITTLE și vor suporta Setul de instrucțiuni ARMv8 („versiunea de arhitectură”), dar acestea nu sunt utilizate în prezent în dispozitivele de consum. Majoritatea cipurilor cu nuclee Cortex pot fi multi-core, iar procesoarele quad-core sunt omniprezente în smartphone-urile de ultimă generație de astăzi.

Marii producători de smartphone-uri și tablete folosesc de obicei procesoare ale unor producători de cipuri bine-cunoscute precum Qualcomm sau propriile soluții care au devenit deja destul de populare (de exemplu, Samsung și familia sa de chipset-uri Exynos), dar printre caracteristicile tehnice ale gadgeturilor celor mai mici. companii, puteți găsi adesea o descriere precum „procesor pe Cortex-A7 @ 1 GHz ”sau „ dual-core Cortex-A7 @ 1 GHz ”, care nu va spune utilizatorului obișnuit. Pentru a înțelege care sunt diferențele dintre astfel de nuclee, ne vom concentra pe cele principale.

Nucleul Cortex-A5 este folosit la procesoarele low-cost pentru cele mai multe dispozitive bugetare. Astfel de dispozitive sunt destinate doar pentru a efectua o gamă limitată de sarcini și pentru a lansa aplicații simple, dar nu sunt deloc concepute pentru programe care consumă mult resurse și, mai ales, pentru jocuri. Ca exemplu de gadget cu procesor Cortex-A5, puteți apela Highscreen Blast, care a primit un cip Qualcomm Snapdragon S4 Play MSM8225, care conține două nuclee Cortex-A5 cu o viteză de ceas de 1,2 GHz.

Procesoarele Cortex-A7 sunt mai puternice decât cipurile Cortex-A5 și sunt, de asemenea, mai comune. Aceste cipuri sunt fabricate folosind o tehnologie de proces de 28 de nanometri și au un cache L2 mare de până la 4 megaocteți. Miezurile Cortex-A7 se găsesc în principal în smartphone-urile bugetare și dispozitivele low-cost de gamă medie precum iconBIT Mercury Quad, precum și, ca excepție, în Samsung Galaxy S IV GT-i9500 cu procesor Exynos 5 Octa - acest chipset folosește economisirea energiei atunci când îndeplinește sarcini nesolicitante procesorul quad-core pe Cortex-A7.

Nucleul Cortex-A8 nu este la fel de răspândit ca vecinii săi Cortex-A7 și Cortex-A9, dar este încă folosit în diverse gadget-uri entry-level. Viteza de operare a cipurilor de pe Cortex-A8 poate varia de la 600 MHz la 1 GHz, dar uneori producătorii overclockează procesoarele la frecvențe mai mari. O caracteristică a nucleului Cortex-A8 este lipsa suportului pentru configurațiile multi-core (adică procesoarele de pe aceste nuclee pot fi doar cu un singur nucleu) și sunt executate conform unei tehnologii de proces de 65 de nanometri, care este deja considerată învechită.

Cortex-A9

În urmă cu câțiva ani, nucleele Cortex-A9 erau considerate o soluție de top și erau folosite atât în ​​cipurile tradiționale single-core, cât și în cipurile dual-core mai puternice, cum ar fi Nvidia Tegra 2 și Texas Instruments OMAP4. În prezent, procesoarele bazate pe Cortex-A9, realizate după tehnologia de proces de 40 de nanometri, nu își pierd din popularitate și sunt folosite în multe smartphone-uri din segmentul mediu. Frecvența de operare a unor astfel de procesoare poate fi de la 1 la 2 și mai mult gigaherți, dar de obicei este limitată la 1,2-1,5 GHz.

În iunie 2013, ARM a introdus oficial nucleul Cortex-A12, care se bazează pe o nouă tehnologie de proces de 28 nm și este destinat să înlocuiască nucleele Cortex-A9 în smartphone-urile de gamă medie. Dezvoltatorul promite o creștere a performanței cu 40% față de Cortex-A9 și, în plus, nucleele Cortex-A12 vor putea participa la arhitectura ARM big.LITTLE ca cele de înaltă performanță împreună cu Cortex-A7, care economisește energie. , care va permite producătorilor să creeze cipuri low-cost cu opt nuclee. Adevărat, la momentul scrierii acestui articol, toate acestea sunt doar în planuri, iar producția în masă de cipuri pe Cortex-A12 nu a fost încă stabilită, deși compania RockChip și-a anunțat deja intenția de a lansa un procesor quad-core. pe Cortex-A12 cu o frecvență de 1,8 GHz.

Pentru 2013, nucleul Cortex-A15 și derivatele sale este o soluție de top și este folosită în cipurile de comunicație emblematice de la diverși producători. Printre noile procesoare realizate conform tehnologiei de proces de 28nm și bazate pe Cortex-A15 se numără Samsung Exynos 5 Octa și Nvidia Tegra 4, iar acest nucleu acționează adesea ca platformă pentru modificări de la alți producători. De exemplu, cel mai recent procesor Apple, A6X, folosește nuclee Swift, care sunt o modificare a Cortex-A15. Cipurile de pe Cortex-A15 sunt capabile să funcționeze la o frecvență de 1,5-2,5 GHz, iar suportul pentru multe standarde de la terți și capacitatea de a aborda până la 1 TB de memorie fizică fac posibilă utilizarea unor astfel de procesoare în computere (cum nu vă amintiți un mini-computer de dimensiunea unui card Raspberry Pi bancar).

Seria Cortex-A50

În prima jumătate a anului 2013, ARM a introdus o nouă linie de cipuri numită seria Cortex-A50. Nucleele acestei linii vor fi executate conform noii versiuni a arhitecturii, ARMv8, și vor suporta noi seturi de instrucțiuni și vor deveni, de asemenea, pe 64 de biți. Tranziția la o nouă adâncime de biți va necesita optimizarea sistemelor de operare și a aplicațiilor mobile, dar, desigur, suportul pentru zeci de mii de aplicații pe 32 de biți va rămâne. Apple a fost primul care a trecut la arhitectura pe 64 de biți. Cele mai recente dispozitive ale companiei, cum ar fi iPhone 5S, rulează doar pe un astfel de procesor Apple A7 ARM. Este de remarcat faptul că nu folosește nuclee Cortex - acestea sunt înlocuite cu nuclee proprii ale producătorului numite Swift. Unul dintre motivele evidente pentru necesitatea trecerii la procesoare pe 64 de biți este suportul pentru mai mult de 4 GB de RAM și, în plus, capacitatea de a opera cu numere mult mai mari în calcule. Desigur, până acum acest lucru este relevant, în primul rând, pentru servere și PC-uri, dar nu vom fi surprinși dacă în câțiva ani apar pe piață smartphone-uri și tablete cu un asemenea volum de memorie RAM. Până în prezent, nu se știe nimic despre planurile de a lansa cipuri pe o nouă arhitectură și smartphone-uri care le folosesc, dar este probabil ca acestea să fie procesoarele pe care flagship-urile le vor primi în 2014, așa cum a anunțat deja Samsung.

Seria se deschide cu nucleul Cortex-A53, care va fi succesorul direct al lui Cortex-A9. Procesoarele bazate pe Cortex-A53 depășesc vizibil cipurile bazate pe Cortex-A9 în performanță, dar, în același timp, rămâne un consum redus de energie. Astfel de procesoare pot fi folosite atât individual, cât și în configurația ARM big.LITTLE, fiind combinate pe același chipset cu un procesor Cortex-A57

Performanță Cortex-A53, Cortex-A57

Procesoarele Cortex-A57, care se vor baza pe tehnologia de proces de 20 nm, ar trebui să devină cele mai puternice procesoare ARM în viitorul apropiat. Noul nucleu îl depășește semnificativ pe predecesorul său, Cortex-A15 în diverși parametri de performanță (puteți vedea comparația de mai sus), iar conform ARM, care vizează serios piața PC-urilor, va fi o soluție profitabilă pentru computerele obișnuite (inclusiv laptopuri). ), nu doar dispozitive mobile.

BRAT mare.MIC

Ca o soluție high-tech la problema consumului de energie al procesoarelor moderne, ARM oferă tehnologia big.LITTLE, a cărei esență este combinarea pe un singur cip nuclee de diferite tipuri, de obicei același număr de economii de energie și de mare cele de performanță.

Există trei scheme pentru operarea diferitelor tipuri de nuclee pe un cip: big.LITTLE (migrare între clustere), big.LITTLE IKS (migrare între nuclee) și big.LITTLE MP (multiprocesare heterogenă).

big.LITTLE (migrare între clustere)

Primul chipset bazat pe arhitectura ARM big.LITTLE a fost procesorul Samsung Exynos 5 Octa. Folosește schema originală big.LITTLE „4 + 4”, ceea ce înseamnă combinarea a patru nuclee Cortex-A15 de înaltă performanță pe un singur cip în două clustere (de unde și numele schemei) pentru aplicații și jocuri cu resurse mari și patru energie. -salvarea nucleelor ​​Cortex-A7 pentru munca de zi cu zi majoritatea programelor și doar un tip de nucleu poate funcționa o dată. Comutarea între grupuri de nuclee are loc aproape instantaneu și imperceptibil pentru utilizator în modul complet automat.

big.LITTLE IKS (migrare cross-core)

O implementare mai complexă a arhitecturii big.LITTLE este combinarea mai multor nuclee reale (de obicei două) într-unul virtual, controlat de nucleul sistemului de operare, care decide ce nuclee să folosească - eficient energetic sau de înaltă performanță. Desigur, există și mai multe nuclee virtuale - ilustrația arată un exemplu de circuit IKS, în care fiecare dintre cele patru nuclee virtuale conține câte un nuclee Cortex-A7 și Cortex-A15.

big.LITTLE MP (multiprocesare heterogenă)

Schema big.LITTLE MP este cea mai „avansată” - în ea, fiecare nucleu este independent și poate fi activat de nucleul sistemului de operare după cum este necesar. Aceasta înseamnă că dacă se folosesc patru nuclee Cortex-A7 și același număr de nuclee Cortex-A15, într-un chipset construit pe arhitectura ARM big.LITTLE MP, toate cele 8 nuclee pot funcționa simultan, chiar dacă sunt de tipuri diferite. Unul dintre primele procesoare de acest tip a fost cipul MT6592 cu opt nuclee de la Mediatek, care poate funcționa la o frecvență de ceas de 2 GHz și poate înregistra și reda videoclipuri la rezoluție UltraHD.

Viitor

Conform informațiilor disponibile în acest moment, în viitorul apropiat ARM, împreună cu alte companii, intenționează să lanseze lansarea de cipuri big.LITTLE de nouă generație, care vor folosi noile nuclee Cortex-A53 și Cortex-A57. În plus, procesoarele de buget bazate pe ARM big.LITTLE vor fi produse de producătorul chinez MediaTek, care va funcționa conform schemei „2 + 2”, adică vor folosi două grupuri de două nuclee.

Acceleratoare grafice Mali

Pe lângă procesoare, ARM dezvoltă și acceleratoare grafice pentru familia Mali. La fel ca procesoarele, acceleratoarele grafice se caracterizează prin mulți parametri, de exemplu, nivelul anti-aliasing, interfața magistralei, memoria cache (memorie ultra-rapidă folosită pentru a crește viteza de operare) și numărul de „nuclee grafice” (deși, așa cum am scris în ultimul articol, acest indicator, în ciuda asemănării cu termenul folosit pentru a descrie procesorul, practic nu afectează performanța la compararea a două GPU-uri).

Primul accelerator grafic ARM a fost Mali 55 nefolosit, care a fost folosit în telefonul cu ecran tactil LG Renoir (da, cel mai comun telefon mobil). GPU-ul nu a fost folosit în jocuri - doar pentru redarea interfeței și avea caracteristici primitive conform standardelor actuale, dar el a devenit „strămoșul” seriei Mali.

De atunci, progresul a sărit înainte, iar acum API-urile și standardele de joc acceptate sunt de o importanță nu mică. De exemplu, suportul pentru OpenGL ES 3.0 este acum anunțat doar la cele mai puternice procesoare precum Qualcomm Snapdragon 600 și 800, iar dacă vorbim despre produse ARM, standardul este susținut de astfel de acceleratoare precum Mali-T604 (el a devenit cel care a devenit primul procesor grafic ARM, realizat pe noua microarhitectură Midgard), Mali-T624, Mali-T628, Mali-T678 și alte cipuri apropiate acestora. Unul sau altul GPU, de regulă, este strâns legat de nucleu, dar, cu toate acestea, este indicat separat, ceea ce înseamnă că, dacă calitatea graficii din jocuri este importantă pentru dvs., atunci este logic să vă uitați la numele lui. acceleratorul din specificațiile unui smartphone sau tabletă.

ARM are, de asemenea, acceleratoare grafice în linia sa pentru smartphone-uri mid-range, dintre care cele mai comune sunt Mali-400 MP și Mali-450 MP, care diferă de frații lor mai mari prin performanțe relativ scăzute și un set limitat de API-uri și standarde acceptate. În ciuda acestui fapt, aceste GPU-uri continuă să fie folosite în noile smartphone-uri, de exemplu, Zopo ZP998, care a primit acceleratorul grafic Mali-450 MP4 (o modificare îmbunătățită a lui Mali-450 MP) în plus față de procesorul MTK6592 cu opt nuclee.

Probabil, smartphone-urile cu cele mai recente acceleratoare grafice ARM ar trebui să apară la sfârșitul anului 2014: Mali-T720, Mali-T760 și Mali-T760 MP, care au fost prezentate în octombrie 2013. Mali-T720 ar trebui să fie noul GPU pentru smartphone-uri low-cost și primul GPU din acest segment care acceptă Open GL ES 3.0. Mali-T760, la rândul său, va deveni unul dintre cele mai puternice acceleratoare grafice mobile: conform caracteristicilor declarate, GPU-ul are 16 nuclee de procesare și are o putere de procesare cu adevărat enormă, 326 Gflops, dar în același timp, de patru ori mai puțin. consum de energie decât Mali-T604 menționat mai sus.

Rolul procesoarelor și GPU-urilor ARM pe piață

În ciuda faptului că ARM este autorul și dezvoltatorul arhitecturii cu același nume, care, repetăm, este acum utilizată în marea majoritate a procesoarelor mobile, soluțiile sale sub formă de nuclee și acceleratoare grafice nu sunt populare cu smartphone-urile mari. producatori. De exemplu, se crede pe bună dreptate că comunicatoarele emblematice de pe sistemul de operare Android ar trebui să aibă un procesor Snapdragon cu nuclee Krait și un accelerator grafic Adreno de la Qualcomm, chipset-urile aceleiași companii sunt folosite în telefoanele inteligente pe Windows Phone și unii producători de gadgeturi, de exemplu, Apple, dezvoltă propriile nuclee... De ce este aceasta situația actuală?

Poate că unele dintre motive pot fi mai profunde, dar unul dintre ele este lipsa poziționării clare a procesorului și a GPU-ului de la ARM printre produsele altor companii, drept urmare evoluțiile companiei sunt percepute ca componente de bază pentru utilizare în B. -dispozitive de marcă, smartphone-uri ieftine și crearea de soluții mai mature. De exemplu, Qualcomm repetă aproape la fiecare prezentare că unul dintre obiectivele sale principale atunci când creează noi procesoare este reducerea consumului de energie, iar nucleele Krait, fiind modificate de nucleele Cortex, arată în mod constant rezultate de performanță mai ridicate. O afirmație similară este valabilă și pentru chipset-urile Nvidia, care sunt axate pe jocuri, dar în ceea ce privește procesoarele Exynos de la Samsung și seria A de la Apple, acestea au propria lor piață datorită instalării în smartphone-urile acelorași companii.

Cele de mai sus nu înseamnă deloc că modelele ARM sunt mult mai proaste decât procesoarele și nucleele de la terți, dar concurența de pe piață beneficiază în cele din urmă doar cumpărătorii de smartphone-uri. Putem spune că ARM oferă niște blank-uri, prin achiziționarea unei licențe pentru care producătorii le pot modifica deja pe cont propriu.

Concluzie

Microprocesoarele bazate pe arhitectura ARM au cucerit cu succes piața dispozitivelor mobile datorită consumului redus de energie și puterii de procesare relativ ridicate. Anterior, alte arhitecturi RISC concurau cu ARM, de exemplu, MIPS, dar acum are un singur concurent serios - Intel cu arhitectura x86, care, apropo, deși luptă activ pentru cota de piață, nu este încă perceput de către fie consumatorii, fie majoritatea producătorilor în serios, mai ales cu absența reală a flagship-urilor pe acesta (Lenovo K900 nu mai poate concura cu cele mai recente smartphone-uri de top pe procesoarele ARM).

Ce credeți, va putea cineva să strângă ARM și cum se va dezvolta soarta acestei companii și arhitectura ei?