Si të konfiguroni telefonat inteligjentë dhe PC. Portali informativ
  • në shtëpi
  • OS
  • Çfarë është arkitektura e procesorit dhe si ta përkufizojmë atë? Si ndryshon arkitektura ARM nga x86. Kontrolluesi RAM

Çfarë është arkitektura e procesorit dhe si ta përkufizojmë atë? Si ndryshon arkitektura ARM nga x86. Kontrolluesi RAM

Procesori ARM është një procesor celular për smartphone dhe tablet.

Kjo tabelë liston të gjithë procesorët e njohur aktualisht ARM. Tabela e procesorit ARM do të përditësohet dhe përditësohet kur modelet e reja të bëhen të disponueshme. Kjo tabelë përdor sistemi i kushtëzuar Vlerësimet e performancës së CPU dhe GPU. Të dhënat e performancës së procesorit ARM janë marrë nga shumica burime të ndryshme, kryesisht bazuar në rezultatet e testeve të tilla si: Shenja e Kalimit, Antutu, GFXBench.

Ne nuk pretendojmë saktësi absolute. Absolutisht e saktë për të renditur dhe vlerësoni performancën e procesorëve ARM e pamundur, për arsyen e thjeshtë se secili prej tyre, në një farë mënyre ka avantazhe, dhe në një farë mënyre mbetet pas procesorëve të tjerë ARM. Tabela e procesorit ARM ju lejon të shihni, vlerësoni dhe, më e rëndësishmja, Krahasoni SoC të ndryshëm (System-On-Chip) Zgjidhjet. Duke përdorur tabelën tonë, ju mundeni Krahasoni procesorët celularë dhe zbuloni saktësisht se si është pozicionuar zemra ARM e smartfonit ose tabletit tuaj të ardhshëm (ose të tanishëm).

Këtu është një krahasim i procesorëve ARM. Ne shikuam dhe krahasuam performancën e CPU dhe GPU në SoC të ndryshme (Sistemi në Çip). Por lexuesi mund të ketë disa pyetje: Ku përdoren procesorët ARM? Çfarë është një procesor ARM? Si ndryshon arkitektura ARM nga procesorët x86? Le të përpiqemi t'i kuptojmë të gjitha pa u thelluar shumë në detaje.

Së pari, le të përcaktojmë terminologjinë. ARM është emri i arkitekturës dhe në të njëjtën kohë emri i kompanisë që e zhvillon atë. Shkurtesa ARM qëndron për (Advanced RISC Machine ose Acorn RISC Machine), e cila mund të përkthehet si: makinë e avancuar RISC. Arkitektura ARM bashkon një familje me bërthama mikroprocesorësh 32 dhe 64-bit të zhvilluar dhe licencuar nga ARM Limited. Do të doja të theksoja menjëherë se ARM Limited është e angazhuar vetëm në zhvillimin e kerneleve dhe mjeteve për ta (mjetet e korrigjimit, përpiluesit, etj.), por jo në prodhimin e vetë përpunuesve. Kompania ARM Limited u shet palëve të treta licencat për prodhimin e procesorëve ARM. Kjo nuk është listën e plotë kompanitë e licencuara për të prodhuar procesorë ARM sot: AMD, Atmel, Altera, Cirrus Logic, Intel, Marvell, NXP, Samsung, LG, MediaTek, Qualcomm, Sony Ericsson, Texas Instruments, nVidia, Freescale ... dhe shumë të tjera.

Disa kompani të licencuara për të prodhuar procesorë ARM po krijojnë versionet e tyre të bërthamave bazuar në arkitekturën ARM. Shembujt përfshijnë: DEC StrongARM, Freescale i.MX, Intel XScale, NVIDIA Tegra, ST-Ericsson Nomadik, Qualcomm Snapdragon, Texas Instruments OMAP, Samsung Hummingbird, LG H13, Apple A4 / A5 / A6 dhe HiSilicon K3.

Procesorët e bazuar në ARM janë aktualisht në punë pothuajse çdo pajisje elektronike: PDA, Telefonat celular dhe telefonat inteligjentë, lojtarë dixhitalë, konzola lojërash në dorë, kalkulatorë, të jashtëm hard disqet dhe ruterat. Të gjitha ato përmbajnë një bërthamë ARM, kështu që mund ta themi këtë ARM - procesorë celularë për telefonat inteligjentë dhe tableta.

procesor ARM përfaqëson një SoC, ose "sistemi në një çip". Sistemi SoC, ose "sistemi në një çip", mund të përmbajë në një kristal, përveç vetë CPU-së, dhe pjesë të tjera një kompjuter të plotë... Ky është një kontrollues memorie, dhe një kontrollues për portet I / O, dhe një bërthamë grafike dhe një sistem gjeolokimi (GPS). Mund të përmbajë një modul 3G, si dhe shumë gjëra të tjera.

Nëse marrim parasysh një familje të veçantë të procesorëve ARM, le të themi Cortex-A9 (ose ndonjë tjetër), nuk mund të themi se të gjithë procesorët e së njëjtës familje kanë të njëjtën performancë ose të gjithë janë të pajisur me një modul GPS. Të gjithë këta parametra varen shumë nga prodhuesi i çipit dhe nga çfarë dhe si vendosi të zbatojë në produktin e tij.

Si ndryshon ARM nga procesorët X86? Vetë arkitektura RISC (Reduced Instruction Set Computer) nënkupton një grup të reduktuar instruksionesh. E cila rrjedhimisht çon në konsum shumë të moderuar të energjisë. Në të vërtetë, brenda çdo çipi ARM ka shumë më pak transistorë sesa homologu i tij nga linja x86. Mos harroni se në sistemin SoC gjithçka pajisjet periferike ndodhet brenda një mikroqarku të vetëm, i cili lejon që procesori ARM të jetë edhe më ekonomik për sa i përket konsumit të energjisë. Arkitektura ARM fillimisht u krijua për të llogaritur vetëm operacione me numra të plotë, në kontrast me x86, i cili mund të funksionojë me llogaritjet me pikë lundruese ose FPU. Është e pamundur të krahasohen pa mëdyshje këto dy arkitektura. Në disa mënyra, ARM do të ketë një avantazh. Dhe diku tjetër, dhe anasjelltas. Nëse përpiqeni t'i përgjigjeni pyetjes me një frazë: cili është ndryshimi midis procesorëve ARM dhe X86, atëherë përgjigja do të jetë: procesori ARM nuk e njeh numrin e instruksioneve që njeh një procesor x86. Dhe ata që dinë duken shumë më të shkurtër. Këto janë të mirat dhe të këqijat e saj. Gjithsesi, në Kohët e fundit gjithçka sugjeron që procesorët ARM kanë filluar të arrijnë ngadalë, por me siguri, dhe në një farë mënyre edhe të tejkalojnë x86-ën e zakonshme. Shumë pohojnë hapur se procesorët ARM së shpejti do të zëvendësojnë platformën x86 në segmentin e kompjuterëve shtëpiak. Siç kemi bërë tashmë, në vitin 2013, disa kompani me famë botërore kanë braktisur plotësisht lëshimin e mëtejshëm të netbook-ve në favor të kompjuterëve tabletë. Epo, çfarë do të ndodhë në të vërtetë, koha do ta tregojë.

Ne do të mbajmë gjurmët e procesorëve ARM tashmë në treg.

Përshëndetje lexuesit tanë të dashur. Sot do t'ju tregojmë për arkitekturën e procesorit Cortex a53.

Ju as nuk e dini se sa nga pajisjet tuaja mundësohen nga ky procesor. Pak njerëz dinë për tiparet e bërthamave të teknologjisë dhe çfarë i dallon ato nga njëri-tjetri. Në këtë artikull, do të mësoni rreth veçorive të një Cortex a53 të veçantë popullor.

Specifikimet

Këta procesorë mund të kenë nga 1 deri në 8 bërthama, sistem memorie L1 dhe memorie të përbashkët L2. Për të kuptuar se çfarë e dallon përbërësin kryesor të pothuajse të gjitha pajisjeve të këtij modeli nga të tjerët, duhet të dini avantazhet e tij:

  • Performancë e lartë (mbështetje për një gamë të gjerë aplikacionesh celulare, DTV, hapësirë ​​ajrore, ruajtje dhe pajisje të tjera të një lloji të ngjashëm);
  • Arkitekturë Army8-A me cilësi të lartë për dizajne të pavarura niveli i hyrjes;
  • Shkathtësia (mund të ndërlidhet me çdo procesor si Cortex-A72, Cortex-A57 dhe të tjerët);
  • Një produkt cilësor me një vëllim të madh shkarkimesh.

Këto janë pikat kryesore të forta të këtij produkti, por jo të gjitha avantazhet e tij. Thelbi i kësaj marke kryen shumë funksione:

  • Mbështet deri në 64 bit dhe arkitekturat më të reja;
  • Teknologjia e sigurisë TrustZone;
  • Shtesat DSP dhe SIMD;
  • Transportues 8-fazor me dy dalje dhe numër të plotë të përmirësuar;
  • Mund të funksionojë në një frekuencë prej 1.5 GHz;
  • Mbështetje për virtualizimin e harduerit.

Ky është një grup standard funksionesh për këtë komponent teknik, por këto janë larg nga të gjitha funksionet që kryen ky mekanizëm kompleks.

Ku përdoret më shpesh

Procesorët e këtij lloji gjenden jo vetëm në telefonat inteligjentë të rangut të mesëm (Xiaomi redmi 4, Redmi 3s, Meizu m3 / m5 Note, etj.), Por edhe në teknologjitë e mëposhtme:

  • Teknologjia e hapësirës ajrore;
  • Neto;
  • Ruajtja e të dhënave (si HDD, SDD);
  • Sistemi informativ i makinave;

Karakteristika shtesë

  • Tubacioni që është përgjegjës për konsumi i ulët i energjisë;
  • Gjerësia e lartë e brezit që lejon ekzekutimin e disa komandave në të njëjtën kohë;
  • Karakteristikat e avancuara të kursimit të energjisë.

Procesori është i lidhur me IP të ndryshme

Kjo teknikë përdoret në SoC si dhe teknologji të tilla si Arm, Graphics IP, System IP dhe Physical IP. Ne ju ofrojmë një listë të plotë të mjeteve që mund të përdoren me thelbin e kësaj marke. :

  • Mali-T860 / Mali-T880;
  • Mali-DP550;
  • Mali-V550;
  • CoreLink;
  • Kontrollues i memories;
  • Kontrolluesi i ndërprerjes;
  • Studio zhvillimi DS-5;
  • përpilues ARM;
  • Bordet e zhvillimit;
  • Modele të shpejta.

Ekzistojnë 2 lloje të procesorëve Cortex a53:

  • AArch64 - bën të mundur instalimin dhe përdorimin e aplikacioneve 64-bit;
  • AArch32 - bën të mundur përdorimin e vetëm aplikacioneve ekzistuese Armv7-A.

Pse keni nevojë për gjithë këtë informacion teknik?

Nëse nuk kuptoni asgjë në teknologji dhe karakteristika, atëherë me fjalë më të thjeshta Cortex a53 ofron performancë shumë më të mirë se paraardhësit e tij me më shumë nivel të lartë efikasitetit të energjisë. Performanca kryesore është edhe më e mirë se marka Cortex-A7 që gjendet në shumë telefona inteligjentë të njohur.

Arkitektura Armv8-A është ajo që përcakton funksionalitetin e teknologjive. Kjo markë kerneli ka përpunim të të dhënave 64-bit, adresim virtual të zgjeruar dhe regjistra me qëllime të përgjithshme 64-bit. Të gjitha këto veçori e bënë këtë procesor të parën që është projektuar posaçërisht për të ofruar përpunim 64-bit me efikasitet të energjisë.

Kështu e kuptove këtë Procesor Cortex a53 është një komponent teknik nominal që nuk ka nevojë të anashkalohet kur zgjedh një teknikë. Nëse telefoni juaj inteligjent ka një procesor të tillë duke përdorur këtë arkitekturë, nuk keni nevojë të shqetësoheni për mbarimin e memories ose shkarkimin e shpejtë të telefonit tuaj. Të gjitha këto probleme janë në të kaluarën.

Shpresojmë që ky artikull të ishte i dobishëm për ju. Nëse po, regjistrohuni në grupet tona në në rrjetet sociale dhe qëndroni të sintonizuar për artikuj të rinj që mund të jenë gjithashtu të dobishëm për ju. Mos harroni për kanalin tonë në YouTube.

Kishte një faqe me ju


Ekzistojnë dy nga arkitekturat më të njohura të procesorëve në kohën tonë. Ky është x86, i cili u zhvillua në vitet '80 dhe përdoret në kompjuterë personalë dhe ARM - më modern, i cili ju lejon t'i bëni procesorët më të vegjël dhe më ekonomikë. Përdoret nga shumica e pajisjeve mobile ose tabletave.

Të dyja arkitekturat kanë të mirat dhe të këqijat e tyre, si dhe fushat e aplikimit, por ka ngjashmëri. Shumë ekspertë thonë se për E ardhmja e ARM-së, por ende ka disa të meta që x86 nuk i ka. Në artikullin tonë të sotëm, do të shohim se si ndryshon arkitektura e krahut nga x86. Le të shqyrtojmë ndryshimet themelore midis ARM dhe x86, dhe gjithashtu të përpiqemi të përcaktojmë se cili është më i mirë.

Një procesor është komponenti kryesor i çdo pajisjeje kompjuterike, qoftë një smartphone apo një kompjuter. Performanca e tij përcakton se sa shpejt do të funksionojë pajisja dhe sa kohë mund të funksionojë me fuqinë e baterisë. E thënë thjesht, arkitektura e një procesori është një grup instruksionesh që mund të përdoren për të shkruar programe dhe që zbatohen në harduer duke përdorur kombinime specifike të tranzistorëve të procesorit. Janë ata që lejojnë programet të ndërveprojnë me harduerin dhe të përcaktojnë se si të dhënat do të transferohen dhe lexohen nga memorja.

Aktualisht, ekzistojnë dy lloje të arkitekturave: CISC (Complex Instruction Set Computing) dhe RISC (Reduced Instruction Set Computing). E para supozon se udhëzimet për të gjitha rastet do të zbatohen në procesor, e dyta, RISC, vendos para zhvilluesve detyrën e krijimit të një procesori me një sërë udhëzimesh minimale të nevojshme për funksionimin. Udhëzimet RISC janë më të vogla dhe më të thjeshta.

Arkitektura X86

Arkitektura e procesorit x86 u zhvillua në vitin 1978 dhe u shfaq për herë të parë në procesorët Intel dhe është e llojit CISC. Emri i tij është marrë nga modeli i procesorit të parë me këtë arkitekturë - Intel 8086. Me kalimin e kohës, në mungesë të një alternative më të mirë, prodhuesit e tjerë të procesorëve, për shembull, AMD, filluan të mbështesin këtë arkitekturë. Tani është standardi për kompjuterët desktop, laptopë, netbook, serverë dhe pajisje të tjera të ngjashme. Por gjithashtu ndonjëherë procesorët x86 përdoren në tableta, kjo është një praktikë mjaft e zakonshme.

Procesori i parë Intel 8086 ishte 16-bit, më pas një procesor 32-bit doli në 2000, dhe madje më vonë u shfaq arkitektura 64-bit. Ne e diskutuam atë në detaje në një artikull të veçantë. Gjatë kësaj kohe, arkitektura është zhvilluar shumë, janë shtuar grupe të reja instruksionesh dhe shtesa, të cilat mund të rrisin shumë performancën e procesorit.

X86 ka disa disavantazhe të rëndësishme... Së pari, është kompleksiteti i ekipeve, konfuzioni i tyre, i cili ka lindur për shkak të historisë së gjatë të zhvillimit. Së dyti, procesorë të tillë konsumojnë shumë energji dhe, për shkak të kësaj, gjenerojnë shumë nxehtësi. Inxhinierët X86 fillimisht morën rrugën e arritjes së performancës maksimale dhe shpejtësia kërkon burime. Para se të shohim ndryshimet midis krahut x86, le të flasim për arkitekturën e ARM.

Arkitektura ARM

Kjo arkitekturë u prezantua pak më vonë për x86 - në 1985. Ajo u zhvillua nga kompania e famshme britanike Acorn, atëherë kjo arkitekturë u quajt Arcon Risk Machine dhe i përkiste tipit RISC, por më pas u lëshua versioni i saj i përmirësuar i Advanted RISC Machine, i cili tani njihet si ARM.

Në zhvillimin e kësaj arkitekture, inxhinierët i vendosën vetes qëllimin për të eliminuar të gjitha mangësitë e x86 dhe për të krijuar një arkitekturë krejtësisht të re dhe më efikase. Çipat ARM morën konsum minimal të energjisë dhe një çmim të ulët, por kishin performancë të dobët në krahasim me x86, kështu që fillimisht nuk fituan shumë popullaritet në kompjuterët personalë.

Ndryshe nga x86, zhvilluesit fillimisht u përpoqën të merrnin kostot minimale të burimeve, ata kanë më pak udhëzime për procesorin, më pak transistorë, por, në përputhje me rrethanat, më pak veçori shtesë. Por për vitet e fundit Performanca e procesorit ARM është përmirësuar. Duke marrë parasysh këtë dhe konsumin e ulët të energjisë, ato filluan të përdoren shumë gjerësisht në pajisje celulare të tilla si tabletët dhe telefonat inteligjentë.

Dallimet midis ARM dhe x86

Dhe tani që kemi shqyrtuar historinë e zhvillimit të këtyre arkitekturave dhe dallimet e tyre themelore, le të bëjmë një krahasim të detajuar të ARM dhe x86, sipas karakteristikave të tyre të ndryshme, në mënyrë që të përcaktojmë se çfarë është më mirë dhe të kuptojmë më saktë se cili është ndryshimi i tyre. .

Prodhimi

Prodhimi x86 dhe krahu është i ndryshëm. Vetëm dy kompani, Intel dhe AMD, prodhojnë procesorë x86. Fillimisht, kjo ishte një kompani, por kjo është një histori krejtësisht e ndryshme. Vetëm këto kompani kanë të drejtë të lëshojnë përpunues të tillë, që do të thotë se vetëm ato do të menaxhojnë drejtimin e zhvillimit të infrastrukturës.

ARM funksionon shumë ndryshe. Kompania që qëndron pas ARM nuk lëshon asgjë. Ata thjesht japin leje për të zhvilluar procesorë të kësaj arkitekture dhe prodhuesit mund të bëjnë gjithçka që u nevojitet, për shembull, të lëshojnë çipa specifike me modulet që u nevojiten.

Numri i udhëzimeve

Këto janë ndryshimet kryesore midis arkitekturës së krahut dhe x86. Procesorët X86 kanë evoluar me shpejtësi si më të fuqishëm dhe produktivë. Zhvilluesit kanë shtuar një numër të madh udhëzimesh për procesorin, dhe këtu nuk ka vetëm një grup bazë, por shumë udhëzime që mund të shpërndahen. Fillimisht, kjo u bë për të zvogëluar sasinë e memories së zënë nga programet në disk. Gjithashtu, janë zhvilluar shumë opsione për mbrojtje dhe virtualizim, optimizime dhe shumë më tepër. E gjithë kjo kërkon transistorë dhe energji shtesë.

ARM është më e thjeshtë. Këtu ka shumë më pak udhëzime për procesorin, vetëm ato që i nevojiten sistemit operativ dhe që përdoren në të vërtetë. Nëse krahasojmë x86, atëherë vetëm 30% e të gjithëve përdoren atje. udhëzimet e mundshme... Ato janë më të lehta për t'u mësuar nëse vendosni të shkruani programe me dorë, dhe gjithashtu kërkojnë më pak transistorë për t'u zbatuar.

Konsumi i energjisë

Nga paragrafi i mëparshëm del edhe një përfundim. Sa më shumë transistorë në një tabelë, aq më e madhe është sipërfaqja dhe konsumi i energjisë, dhe e kundërta është e vërtetë.

Procesorët X86 konsumojnë shumë më tepër energji sesa procesorët ARM. Por konsumi i energjisë ndikohet gjithashtu nga madhësia e vetë transistorit. Për shembull, një procesor Intel i7 konsumon 47 vat, ndërsa çdo procesor ARM për telefonat inteligjentë konsumon jo më shumë se 3 vat. Më parë, bordet prodhoheshin me një madhësi të vetme elementi prej 80 nm, më pas Intel arriti një reduktim në 22 nm, dhe këtë vit shkencëtarët ishin në gjendje të krijonin një tabelë me një madhësi elementi prej 1 nanometër. Kjo do të reduktojë ndjeshëm konsumin e energjisë pa sakrifikuar performancën.

Konsumi i energjisë i procesorëve x86 është ulur në mënyrë dramatike vitet e fundit, për shembull, procesorët e rinj Intel Haswell mund të zgjasin më gjatë në jetëgjatësi të baterisë. Tani ndryshimi midis krahut dhe x86 po zhduket gradualisht.

Shpërndarja e nxehtësisë

Numri i transistorëve ndikon në një parametër tjetër - gjenerimin e nxehtësisë. Pajisjet moderne nuk mund ta shndërrojnë të gjithë energjinë në veprim efektiv; një pjesë e saj shpërndahet në formën e nxehtësisë. Efikasiteti i pllakave është i njëjtë, që do të thotë se sa më pak transistorë dhe sa më i vogël të jetë madhësia e tyre, aq më pak nxehtësi do të gjenerojë procesori. Nuk ka më çështje ARM ose x86 do të gjenerojë më pak nxehtësi.

Performanca e procesorit

ARM nuk u ndërtua fillimisht për performancë maksimale, kjo është zona ku x86 shkëlqen. Kjo është pjesërisht për shkak të numrit më të vogël të transistorëve. Por kohët e fundit, performanca e procesorëve ARM është rritur, dhe ata tashmë mund të përdoren plotësisht në laptopë ose në serverë.

konkluzionet

Në këtë artikull, ne shikuam se si ARM ndryshon nga x86. Dallimet janë mjaft serioze. Por kohët e fundit, linja midis të dy arkitekturave është turbulluar. Procesorët ARM po bëhen gjithnjë e më të shpejtë, ndërsa procesorët x86 po bëhen më të vegjël element strukturor bordet përdorin më pak energji dhe gjenerojnë më pak nxehtësi. Procesorin ARM tashmë mund ta gjeni në serverë dhe laptopë dhe x86 në tablet dhe smartfonë.

Si ndiheni për këto x86 dhe ARM? Cila teknologji mendoni se është e ardhmja? Shkruani në komente! Meqe ra fjala, .

Për të plotësuar videon mbi zhvillimin e arkitekturës ARM:

Ata menduan se duke qenë se një grup studentësh kishin arritur të krijonin një procesor plotësisht konkurrues, atëherë nuk do të ishte e vështirë për inxhinierët e tyre. Një udhëtim në Qendrën e Dizajnit Perëndimor në Phoenix u tregoi inxhinierëve Steve Ferber dhe Sophie Wilson se nuk do të kishin nevojë për burime të jashtëzakonshme për të zbatuar këtë plan.

Wilson filloi të zhvillonte grupin e udhëzimeve duke simuluar procesorin e ri në një kompjuter BBC Micro. Kjo i bindi inxhinierët e Acorn se ata ishin në rrugën e duhur. Por megjithatë, ata kishin nevojë për më shumë burime përpara se të vazhdonin. Ishte koha që Wilson të shkonte te drejtori i Acorn Herman Hauser dhe të shpjegonte se çfarë ishte çështja. Pasi ai dha miratimin, një ekip i vogël u mblodh për të zbatuar modelin e Wilson në harduer.

Makina RISC Acorn: ARM2

Projekti zyrtar Acorn RISC Machine filloi në tetor 1983. Teknologjia VLSI ( anglisht) u zgjodh si furnizuesi i silikonit sepse tashmë po furnizonte Acorn me ROM dhe disa qarqe të integruara të personalizuara. Zhvillimi u drejtua nga Wilson dhe Ferber. Qëllimi i tyre kryesor ishte të arrinin vonesë të ulët të ndërprerjes si MOS Technology 6502. Arkitektura e aksesit në memorie, e marrë nga 6502, i lejoi zhvilluesit të arrinin performancë të mirë pa pasur nevojë të përdorin DMA të shtrenjta për zbatimin. Procesori i parë u prodhua nga VLSI më 26 Prill 1985 - më pas ai fillimisht funksionoi dhe u emërua ARM1. Procesorët e parë të prodhimit të quajtur ARM2 u bënë të disponueshëm vitin e ardhshëm.

Aplikimi i tij i parë ishte si procesor i dytë në BBC Micro, ku u përdor në zhvillimin e software për simulim, i cili përfundoi punën në mikroqarqet ndihmëse të kompjuterit, si dhe përshpejtoi softuerin CAD të përdorur në zhvillimin e ARM2. Wilson ka optimizuar grupin e udhëzimeve ARM për ekzekutimin e BBC BASIC. Qëllimi fillestar i një kompjuteri plotësisht të bazuar në ARM u arrit në 1987 me lëshimin e Acorn Archimedes.

Atmosfera rreth projektit të ARM-së ishte aq e fshehtë sa që kur Olivetti po negocionte për të marrë shumicën e aksioneve në Acorn në 1985, ata nuk folën për zhvillimin e projektit deri në fund të negociatave. Në vitin 1992, Acorn fitoi edhe një herë çmimin e Mbretëreshës për ARM.

ARM2 kishte një autobus të dhënash 32-bit, hapësirë ​​adresash 26-bit dhe 16 regjistra 32-bitësh. Kodi i programit duhej të qëndronte në 64 megabajt e parë të memories, dhe numëruesi i programit ishte i kufizuar në 26 bit, pasi 4 bitet e sipërme dhe të poshtme 2 të regjistrit 32-bit shërbenin si flamuj. ARM2 është bërë padyshim procesori më i thjeshtë i popullarizuar 32-bit në botë me vetëm 30,000 transistorë (në krahasim, procesori Motorola 68000, i prodhuar 6 vjet më parë, kishte rreth 70,000 transistorë). Pjesa më e madhe e kësaj thjeshtësie rrjedh nga mungesa e mikrokodit (i cili zë një të katërtën deri në një të tretën e zonës së diesë në procesorin 68000) dhe nga mungesa e cache, siç ishte rasti me shumë procesorë të kohës. Kjo thjeshtësi rezultoi në kosto të ulëta të energjisë, ndërsa ARM ishte shumë më i fuqishëm se Intel 80286. Pasardhësi i tij, procesori ARM3, kishte tashmë një cache 4 KB, duke rritur më tej performancën.

Apple, DEC, Intel: ARM6, StrongARM, XScale

Telefonat inteligjentë modernë, PDA dhe pajisje të tjera portative përdorin kryesisht versionin e kernelit ARMv5. Procesorët XScale dhe ARM926 (ARMv5TE) tani janë më të shumtë në pajisjet e teknologjisë së lartë sesa, për shembull, procesorët StrongARM dhe procesorët ARMv4 të bazuar në ARM9TDMI dhe ARM7TDMI, por më pak instrumente të sofistikuara mund të përdorë versione më të vjetra me një kosto më të ulët të licencës. Procesorët ARM v6 është një prerje mbi standardin ARMv5 për sa i përket performancës. Cortex-A është krijuar posaçërisht për telefonat inteligjentë që kanë përdorur më parë ARM9 dhe ARM11. Cortex-R është ndërtuar për aplikime në kohë reale, ndërsa Cortex-M është për mikrokontrollues.

Ndikimi i teknologjisë ARM në treg

Deri në fund të vitit 2012, modelet e reja të procesorëve ARM nga Apple dhe Samsung kishin arritur performancën e procesorëve buxhetor të laptopëve Intel. Në veçanti, tableti Samsung Nexus 10 shënoi një vlerësim të performancës prej 2348 pikësh, ndërsa procesori buxhetor Intel Core Duo Laptop Apple MacAir tregon vetëm një vlerësim prej 1982 pikësh.

Kompanitë e përzgjedhura njoftojnë zhvillimin serverë efikas bazuar në grupimet e procesorëve ARM. Megjithatë, që nga viti 2012, shitjet e serverëve ARM janë shumë të vogla (< 1% рынка серверов) .

Procesorët ARM

Familja e bërthamave Versioni i arkitekturës Bërthamë Funksione Cache (I / D) / MMU MIPS tipike @ MHz Përdorimi
ARM1 ARMv1 (i vjetëruar) ARM1 Jo Procesori i Sistemit të Vlerësimit ARM BBC Micro
ARM2 ARMv2 (i vjetëruar) ARM2 U shtua komanda MUL (shumëzimi) Jo 4 MIPS @ 8 MHz
0,33 DMIPS / MHz
Acorn Arkimedi, Makinë shahu
ARMv2a (i vjetëruar) ARM250 Në bord MEMC (MMU), GPU, komanda të shtuara SWP dhe SWPB (swap). Jo, MEMC1a 7 MIPS @ 12 MHz Arkimedi Acorn
ARM3 ARMv2a (i vjetëruar) ARM2a Memoria e fshehtë e përdorur për herë të parë 4 KB të përbashkëta 12 MIPS @ 25 MHz
0,50 DMIPS / MHz
Arkimedi Acorn
ARM6 ARMv3 (i vjetëruar) ARM60 Fillimisht u prezantua hapësira e adresave të memories 32-bit (jo 26-bit). Jo 10 MIPS @ 12 MHz 3DO Interaktiv Multiplayer, Marrës Zarlink GPS
ARM600 Ashtu si ARM60, bashkëprocesori matematikor me pikë lundruese FPA10 4 KB të përbashkëta 28 MIPS @ 33 MHz
ARM610 Ashtu si ARM60, cache, pa autobus bashkëprocesor 4 KB të përbashkëta 17 MIPS @ 20 MHz
0,65 DMIPS / MHz
Acorn Risc PC 600, seri Apple Newton 100
ARM7 ARMv3 (i vjetëruar) ARM700 8 KB të përbashkëta 40 MHz
ARM710 Ashtu si ARM700 8 KB të përbashkëta 40 MHz Acorn Risc PC 700
ARM710a Ashtu si ARM700 8 KB të përbashkëta 40 MHz
0,68 DMIPS / MHz
Acorn Risc PC 700, Apple eMate 300
ARM7100 Ashtu si ARM710a, një SoC i integruar 8 KB të përbashkëta 18 MHz Seria 5 Psion
ARM7500 Ashtu si ARM710a, një SoC i integruar. 4 KB të përbashkëta 40 MHz Acorn A7000
ARM7500FE Kontrollorët e memories FPA dhe EDO u shtuan si ARM7500, "FE" 4 KB të përbashkëta 56 MHz
0,73 DMIPS / MHz
Acorn A7000 + Kompjuter rrjeti
ARM7TDMI ARMv4T ARM7TDMI (-S) Transportues me 3 faza, modaliteti i gishtit Jo 15 MIPS @ 16,8 MHz
63 DMIPS @ 70 MHz
Game Boy Advance, Nintendo DS, Apple iPod, Lego NXT, Atmel AT91SAM7, Juice Box, NXP Semiconductors LPC2000 dhe LH754xx, Actel "s CoreMP7
ARM710T Ashtu si ARM7TDMI, cache 8 KB të përbashkëta, MMU 36 MIPS @ 40 MHz Seria Psion 5mx, Psion Revo / Revo Plus / Diamond Mako
ARM720T Ashtu si ARM7TDMI, cache 8 KB MMU e përbashkët me zgjerimin e ndërrimit të shpejtë të kontekstit (eng. Zgjerimi i shpejtë i ndërruesit të kontekstit) 60 MIPS @ 59,8 MHz Zipit Wireless Messenger, NXP Semiconductors LH7952x
ARM740T Ashtu si ARM7TDMI, cache NJPZH-ja
ARMv5TEJ ARM7EJ-S Pipeline me 5 faza, Thumb, Jazelle DBX, Komanda të avancuara DSP asnje
ARMA e fortë ARMv4 SA-110 16 KB / 16 KB, MMU 203 MHz
1.0 DMIPS / MHz
Seria Apple Newton 2x00, PC Acorn Risc, Rebel / Corel Netwinder, Chalice CATS
SA-1100 16 KB / 8 KB, MMU 203 MHz Psion netBook
SA-1110 Ashtu si SA-110, SoC e integruar 16 KB / 8 KB, MMU 206 MHz LART (kompjuter), Intel Assabet, Ipaq H36x0, Balloon2, Zaurus SL-5x00, HP Jornada 7xx, Seria Jornada 560, Palm Zire 31
ARM8 ARMv4 ARM810 Tubacioni me 5 faza, parashikimi statik i degëve, memorie me gjerësi të dyfishtë 8 KB e unifikuar, MMU 84 MIPS @ 72 MHz
1,16 DMIPS / MHz
Prototipi i kartës së procesorit të kompjuterit Acorn Risc
ARM9TDMI ARMv4T ARM9TDMI Transportues me 5 faza, Thumb asnje
ARM920T Ashtu si ARM9TDMI, cache 16 KB / 16 KB, MMU me FCSE (Zgjerim i shpejtë i ndërruesit të kontekstit) 200 MIPS @ 180 MHz Armadillo, Atmel AT91SAM9, GP32, GP2X (bërthama e parë), Tapwave Zodiac (Motorola i. MX1), Llogaritësit Hewlett Packard HP-49/50, Sun SPOT, Cirrus Logic EP9302, EP9307, EP932HTC, EP93124T, Samsung T93124, EP9315, EP9315, EP9315, EP93124, FIC Neo FreeRunner), Samsung S3C2410 (pajisje navigimi TomTom)
ARM922T Ashtu si ARM9TDMI, cache 8 KB / 8 KB, MMU NXP gjysmëpërçuesit LH7A40x
ARM940T Ashtu si ARM9TDMI, cache 4 KB / 4 KB, MPU GP2X (bërthama e dytë), Meizu M6 Mini Player
ARM9E ARMv5TE ARM946E-S Thumb, udhëzime të përmirësuara DSP, memorie të fshehta memorie të ndryshueshme, të lidhura ngushtë, MPU Nintendo DS, Nokia N-Gage, Canon PowerShot A470, Canon EOS 5D Mark II, patate të skuqura Conexant 802.11, Samsung S5L2010
ARM966E-S Thumb, Udhëzime të përmirësuara DSP nuk ka cache, TCM STM STR91xF, përfshin Ethernet
ARM968E-S Ashtu si ARM966E-S nuk ka cache, TCM NXP Semiconductors LPC2900
ARMv5TEJ ARM926EJ-S Thumb, Jazelle DBX, Udhëzime të përmirësuara DSP variabël, TCM, MMU 220 MIPS @ 200 MHz, Telefonat celularë: Sony Ericsson (seri K, W); Siemens dhe Benq (seri x65 dhe më të reja); 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 - bërthama e padokumentuar në çipin grafik ATi Hollywood të përdorur në Wii21, Samsung S3C, Duqueeze S3C " Kontrollues. Radio Squeezebox; NeoMagic MiMagic Family MM6, MM6 +, MM8, MTV; Buffalo TeraStation Live (NAS); Teleçipe TCC7801, TCC7901; Sistemi ZiiLABS "ZMS-05 në një çip; Western Digital MyBook I World Edition
ARMv5TE ARM996HS Procesor pa orë si ARM966E-S nuk ka cache, TCM, MPU
ARM10E ARMv5TE ARM1020E Pipeline me 6 faza, gishti i madh, udhëzime të përmirësuara DSP, (VFP) 32 KB / 32 KB, MMU
ARM1022E Si ARM1020E 16 KB / 16 KB, MMU
ARMv5TEJ ARM1026EJ-S Thumb, Jazelle DBX, Udhëzime të përmirësuara DSP, (VFP) variabël, MMU ose MPU Western Digital MyBook II World Edition; Conexant so4610 dhe so4615 ADSL SoC
XScale ARMv5TE 80200 / IOP310 / IOP315 Procesori I / O, Thumb, Udhëzimet e përmirësuara të DSP
80219 400/600 MHz Thecus N2100
  • Procesori Intel 80219 përfshin bërthamën XScale 32-bit me shpejtësi të lartë 400 ose 600 MHz me ndërfaqe PCI-X 64-bit
  • Autobusi PCI / PCI-X lejon lidhjen e kontrollorëve Gigabit Ethernet
IOP321 600 BogoMips @ 600 MHz Iyonix
IOP33x
IOP34x 1-2 bërthama, Përshpejtimi RAID 32K / 32K L1, 512K L2, MMU
PXA210 / PXA250 Procesori i aplikacioneve, tubacion me 7 faza PXA210: 133 dhe 200 MHz, PXA250: 200, 300 dhe 400 MHz Zaurus SL-5600, iPAQ H3900, Sony CLIÉ NX60, NX70V, NZ90
PXA255 32 KB / 32 KB, MMU 400 BogoMips @ 400 MHz; 371-533 MIPS @ 400 MHz Gumstix basix & connex, Palm Tungsten E2, Zaurus SL-C860, Mentor Ranger & Stryder, iRex ILiad
PXA263 200, 300 dhe 400 MHz Sony CLIÉ NX73V, NX80V
PXA26x 400 MHz e paracaktuar, deri në 624 MHz Palm Tungsten T3
PXA27x Procesori i aplikacioneve 32 KB / 32 KB, MMU 800 MIPS @ 624 MHz Gumstix verdex, "Trizeps-Modules" PXA270 COM, HTC Universal, hx4700, Zaurus SL-C1000, 3000, 3100, 3200, Dell Axim x30, x50, dhe seritë x51, Motorola Trollm, seritë Motorola Troll Ez3, PaltechX, Green3x, Platforma A728, A780, A910, A1200, E680, E680i, E680g, E690, E895, Rokr E2, Rokr E6, Fujitsu Siemens LOOX N560, Toshiba Portégé G500, Toshiba Portégé Zi02p, Toshiba Portégé 500 G90
PXA800 (E) F
PXA3XX (i koduar "Monahans") PXA31x ka një harduer përshpejtues grafik 32 KB / 32 KB L1, TCM, MMU 800 MIPS @ 624 MHz Alex me ekran të lartë
PXA900 Blackberry 8700, Blackberry Pearl (8100)
IXC1100 Procesori i planit të kontrollit
IXP2400 / IXP2800
IXP2850
IXP2325 / IXP2350
IXP42x NSLU2 IXP460 / IXP465
ARM11 ARMv6 ARM1136J (F) -S Pipeline me 8 faza, SIMD, Thumb, Jazelle DBX, (VFP), Udhëzime të zgjeruara DSP variabël, 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 (me ARM926EJ-S të integruar [email i mbrojtur] MHz, i përdorur në Eten Glofiish, HTC TyTN II, HTC Nike), Freescale i.MX31 (përdorur në Zune 30gb origjinal dhe 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 siç shihet në HTC Magic HTC, , Motorola ZN5, Motorola E8, Motorola VE66, Motorola Z6, HTC Hero dhe Samsung SGH-i627 (Propel Pro), Qualcomm MSM7227 i përdorur në ZTE Link, HTC Legend, HTC Wildfire S, LG P500, LG GT540,
ARMv6T2 ARM1156T2 (F) -S Pipeline me 9 faza, SIMD, Thumb-2, (VFP), Udhëzime të zgjeruara DSP variabël, MPU
ARMv6KZ ARM1176JZ (F) -S Si ARM1136EJ (F) -S ndryshore, MMU + TrustZone Apple iPhone (origjinal dhe 3G), Apple iPod touch (Gjenerata 1 dhe 2), Conexant CX2427X, Motorola RIZR Z8, Motorola RIZR Z10, NVIDIA GoForce 6100; Mediatek MT6573; Teleçipe TCC9101, TCC9201, TCC8900, Fujitsu MB86H60, Samsung S3C6410 (p.sh. Samsung Moment), S3C6430
ARMv6K ARM11 MPCore Si ARM1136EJ (F) -S, SMP me 1-4 bërthama variabël, MMU Nvidia APX 2500
Familja e bërthamave Versioni i arkitekturës Bërthamë Funksione Cache (I / D) / MMU MIPS tipike @ MHz Aplikacionet
Korteksi ARMv7-A Korteksi-A5 VFP, NEON, Jazelle RCT dhe DBX, Thumb-2, transportues me 8 faza, Me porosi, SMP 1-4 bërthama variabli (L1), MMU + TrustZone deri në 1500 (1,5 DMIPS / MHz) "Sparrow" (emri i koduar i ARM)
Korteksi-A8 VFP, NEON, Jazelle RCT, Thumb-2; Tubacion me 13 faza, me porosi, 2 dekoder ndryshore (L1 + L2), MMU + TrustZone deri në 2000 (2.0 DMIPS / MHz me shpejtësi nga 600 MHz në më shumë se 1 GHz) Seria TI OMAP3xxx, SBM7000, Universiteti Shtetëror i Oregonit OSWALD, Gumstix Overo Earth, Pandora, Apple iPhone 3GS, Apple iPod touch (gjenerata e tretë), Apple iPad (procesor Apple A4), Apple iPhone 4 (procesori 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, sistemi ZiiLABS ZMS-08 në një çip, Boxchip A13
Korteksi-A9 Profili i aplikacionit, (VFP), (NEON), Jazelle RCT dhe DBX, Thumb-2, Superscalar çështje spekulative jashtë rendit (2 dekodera); 9-12 faza të transportuesit MMU + TrustZone 2,5 DMIPS / MHz Apple iPhone 4S, Apple iPad 2 (Apple A5), MediaTek MT6575 / 6515M
Cortex-A9 MPCore Si Cortex-A9, SMP me 1-4 bërthama MMU + TrustZone 10,000 DMIPS @ 2 GHz në TSMC 40G të optimizuar me performancë (katër bërthama?) (2,5 DMIPS / MHz për bërthamë) PlayStation® Vita, TI OMAP4430 / 4440, ST-Ericsson U8500, Nvidia Tegra2, Samsung Exynos 4210, MediaTek MT6577 / 6517
Cortex-A15 MPCore 1-32 bërthama SMP; Superskalar jashtë funksionit (3 dekodera); 15+ faza transportieri; VFPv4, NEON MMU, LPAE 3.5 DMIPS / MHz / Bërthama; 1,0 GHz - 2,5 GHz (@ 28 nm)
Cortex-A7 MPCore FPU, NEON; Me porosi (1 dekoder); 8 fazat e transportuesit. MMU, LPAE 1.9 DMIPS / MHz / CPU; 0,8-1,5 GHz (@ 28 nm) (Broadcom, Freescale, HiSilicon, LG, Samsung, STERicsson, Texas Instruments, MediaTek)
ARMv7-R Cortex-R4 (F) Profili i integruar, Thumb-2, (FPU) cache e ndryshueshme, MPU opsionale 600 DMIPS @ 475 MHz Broadcom është një përdorues, TI TMS570
ARMv7-ME Cortex-M4 (i koduar "Merlin") Profili i mikrokontrolluesit, si Thumb ashtu edhe Thumb-2, FPU. Hardware MAC, SIMD dhe ndani udhëzimet MPU opsionale 1,25 DMIPS / MHz NXP gjysmëpërçuesit
ARMv7-M Korteksi-M3 Profili i mikrokontrolluesit, vetëm Thumb-2. Udhëzime për ndarjen e harduerit nuk ka cache, MPU opsionale 125 DMIPS @ 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 1986BE9
ARMv6-M Cortex-M0 (i koduar "Swift") Profili i mikrokontrolluesit, nëngrupi Thumb-2 (udhëzimet Thumb 16-bit & BL, MRS, MSR, ISB, DSB dhe DMB) Nuk ka cache 0,9 DMIPS / MHz NXP Semiconductors NXP LPC1100, Triad Semiconductor, Melfas, Chungbuk Technopark, Nuvoton, austriamicrosystems, Milandr K1986VE2T
Korteksi-M1 FPGA e synuar, profili i mikrokontrolluesit, nëngrupi Thumb-2 (udhëzimet Thumb 16-bit & BL, MRS, MSR, ISB, DSB dhe DMB) Asnjë, memorie e lidhur ngushtë opsionale Deri në 136 DMIPS @ 170 MHz (0,8 DMIPS / MHz, MHz e arritshme në varësi të FPGA) Mbështeten gjithashtu pajisjet Actel ProASIC3, ProASIC3L, ILOO dhe Fusion PSC, Altera Cyclone III, produkte të tjera FPGA p.sh. Sinpliciteti
Familja e bërthamave Versioni i arkitekturës Bërthamë Funksione Cache (I / D) / MMU MIPS tipike @ MHz Aplikacionet

Arkitekturë

Prej kohësh ekziston një manual referimi i arkitekturës ARM që përshkruan të gjitha llojet e ndërfaqeve që ARM mbështet, pasi detajet e zbatimit për çdo lloj procesori mund të ndryshojnë. Arkitektura ka evoluar me kalimin e kohës, dhe që nga ARMv7 janë përcaktuar 3 profile: ‘A’ (aplikacion) - aplikacione, ‘R’ (kohë reale) - në kohë reale, ‘M’ (mikrokontrollues) - mikrokontrollues.

Profilet mund të mbështesin më pak komanda (komanda të një lloji të caktuar).

Mënyrat

Procesori mund të jetë në një nga mënyrat e mëposhtme të funksionimit:

  • Modaliteti i përdoruesit- mënyra normale e ekzekutimit të programit. Shumica e programeve ekzekutohen në këtë mënyrë.
  • Ndërprerja e shpejtë (FIQ) - modaliteti i ndërprerjes së shpejtë (kohë më e shkurtër e përgjigjes)
  • Ndërprerja (IRQ) është mënyra kryesore e ndërprerjes.
  • Modaliteti i sistemit është një modalitet i mbrojtur për përdorim nga sistemi operativ.
  • Modaliteti i ndërprerjes - modaliteti në të cilin procesori kalon kur ndodh një gabim kur hyn në kujtesë (qasja në të dhënat ose udhëzimet në fazën e paramarrjes së tubacionit).
  • Modaliteti i mbikëqyrësit - modaliteti i privilegjuar i përdoruesit.
  • Modaliteti i papërcaktuar - mënyra në të cilën procesori hyn kur përpiqet të ekzekutojë një instruksion të panjohur.

Ndërrimi i modalitetit të procesorit ndodh kur ndodh një përjashtim përkatës, ose duke modifikuar regjistrin e statusit.

Komandanti i grupit

Për ta mbajtur dizajnin të pastër, të thjeshtë dhe të shpejtë, fabrikimi origjinal i ARM u bë pa mikrokod, siç ishte procesori më i thjeshtë 6502 8-bit i përdorur në mikrokompjuterët e mëparshëm nga Acorn Computers.

Komplet instruksionesh ARM

Mënyra në të cilën ekzekutohet grupi i instruksioneve 32-bit.

Set i komandave të gishtit

Për të përmirësuar densitetin e kodit, procesorët duke filluar nga ARM7TDMI janë të pajisur me një modalitet "thumb". Në këtë mënyrë, procesori ekzekuton një grup alternativ udhëzimesh 16-bitësh. Shumica e këtyre udhëzimeve 16-bit përkthehen në udhëzime normale ARM. Zvogëlimi i gjatësisë së instruksionit arrihet duke fshehur disa operandë dhe duke kufizuar aftësitë e adresimit në krahasim me modalitetin e plotë të grupit të instruksioneve ARM.

Në modalitetin Thumb, opkodet më të vogla kanë më pak funksionalitet. Për shembull, vetëm degët mund të jenë të kushtëzuara dhe shumë opkode janë të kufizuara në aksesin vetëm në gjysmën e regjistrave kryesorë të procesorit. Op-kodet më të shkurtra përgjithësisht rezultojnë në densitet më të madh të kodit, megjithëse disa operacione kërkojnë udhëzime shtesë. Në situatat kur gjerësia e portit të memories ose e autobusit është e kufizuar në 16 bit, kodet më të shkurtra operative Thumb bëhen shumë më efikase se kodi i zakonshëm ARM 32-bit, pasi sa më i vogël kodi i programit do të duhet të ngarkohet në procesor me gjerësi të kufizuar të memories.

Pajisjet e tipit Game Boy Advance priren të jenë të vogla kujtesë e gjallë disponohet me një kanal të dhënash të plotë 32-bit. Por shumica e operacioneve kryhen në një kanal të dhënash 16-bit ose më të ngushtë. Në këtë rast, ka kuptim të përdorni kodin e gishtit dhe të optimizoni manualisht disa seksione të rënda të kodit duke kaluar në udhëzimet e plota ARM 32-bit.

Procesori i parë me një dekoder ndërrues ishte ARM7TDMI. Të gjithë procesorët e familjes ARM9, si dhe XScale, kishin një dekoder të integruar të komandës së gishtit.

Grupi i komandave Thumb-2

Thumb-2 është një teknologji që filloi me bërthamën ARM1156, e shpallur në 2003. Ai zgjeron grupin e kufizuar të instruksioneve 16-bit Thumb me udhëzime shtesë 32-bit për t'i dhënë grupit të instruksioneve gjerësi shtesë. Qëllimi i Thumb-2 është të arrijë densitetin e kodit të ngjashëm me gishtin e madh dhe performancën e grupit të instruksioneve ARM 32-bit. Mund të themi se në ARMv7 ky synim është arritur.

Thumb-2 zgjeron udhëzimet ARM dhe Thumb me akoma më shumë udhëzime, duke përfshirë kontrollin e bitfield, degëzimin tabelor, ekzekutimin e kushtëzuar. Gjuhë e re Gjuha e Unifikuar e Asamblesë (UAL) mbështet gjenerimin e udhëzimeve si për ARM ashtu edhe për Thumb nga i njëjti kod burim. Versionet ARMv7 të Thumb duken si kodi ARM. Kjo kërkon kujdes dhe përdorim. ekip i ri nëse-atëherë, i cili mbështet ekzekutimin e deri në 4 komandave të njëpasnjëshme të shtetit në provë. Në kohën e përpilimit në kodin ARM, ai injorohet, por në kohën e përpilimit në kod, Thumb-2 gjeneron komanda. Për shembull:

; nëse (r0 == r1) CMP r0, r1 ITE EQ ; ARM: pa kod ... Thumb: Udhëzim IT; atëherë r0 = r2; MOVEQ r0, r2 ; ARM: me kusht; Gishti i madh: kushti nëpërmjet ITE "T" (pastaj); tjetër r0 = r3; MOVNE r0, r3 ; ARM: me kusht; Thumb: kusht nëpërmjet ITE "E" (tjetër) ; kujtoni se instruksioni Thumb MOV nuk ka bit për të koduar "EQ" ose "NE"

Të gjithë çipat ARMv7 mbështesin grupin e udhëzimeve Thumb-2, dhe disa çipa, si Cortex-m3, mbështesin vetëm Thumb-2. Pjesa tjetër e çipave Cortex dhe ARM11 mbështesin grupet e udhëzimeve Thumb-2 dhe ARM.

Komandanti Jazelle

Shtesat e sigurisë

Zgjerimet e sigurisë të tregtuara si TrustZone Technology gjenden në ARMv6KZ dhe arkitektura të tjera më të fundit të profilit të aplikacionit. Ai siguron një alternativë me kosto të ulët për të shtuar një motor të dedikuar sigurie duke ofruar 2 procesorë virtualë të mbështetur nga kontrolli i aksesit të harduerit. Kjo lejon që kerneli i aplikacionit të kalojë midis dy gjendjeve të quajtura "botë" (për të shmangur konfuzionin me emrat e domeneve të mundshme) për të parandaluar rrjedhjen e informacionit nga një botë më e rëndësishme në një botë më pak të rëndësishme. Ky ndërprerës botëror është zakonisht ortogonal me të gjitha aftësitë e tjera të procesorit. Kështu, çdo botë mund të funksionojë në mënyrë të pavarur nga botët e tjera duke përdorur të njëjtën bërthamë. Kujtesa dhe pajisjet periferike janë krijuar në mënyrë të përshtatshme duke pasur parasysh botën e kernelit dhe mund ta përdorin këtë për të fituar kontrollin mbi aksesin në sekretet dhe kodet e kernelit. Aplikacionet tipike të TrustZone Technology duhet të ekzekutojnë një sistem të plotë operativ në një botë më pak të rëndësishme, dhe një kod më të dobët, specifik për sigurinë në një botë më të rëndësishme, duke lejuar Menaxhimin e të Drejtave Dixhitale kontroll shumë më të saktë mbi përdorimin e mediave në pajisjet e bazuara në ARM dhe parandalimin e të paautorizuarve qasja në pajisje....

Në praktikë, meqenëse detajet specifike të zbatimit të TrustZone mbeten pronë e kompanisë dhe nuk zbulohen, mbetet e paqartë se çfarë niveli sigurie është i garantuar për këtë model kërcënimi.

Korrigjimi

Gjithçka procesorë modernë ARM përfshin korrigjimin e harduerit, sepse pa to, korrigjuesit e softuerit nuk do të ishin në gjendje të kryenin operacionet më themelore si ndalimi, futja në dhëmbë, vendosja e pikave të ndërprerjes pas rindezjes.

Arkitektura ARMv7 përcakton mjetet themelore të korrigjimit në nivel arkitektonik. Këto përfshijnë pikat e ndërprerjes, këndvështrimet dhe ekzekutimin e komandave në modalitetin e korrigjimit. Mjete të tilla ishin gjithashtu të disponueshme me modulin e korrigjimit të EmbeddedICE. Të dy mënyrat mbështeten - ndalo dhe shfleto. Mekanizmi aktual i transportit që përdoret për të hyrë në mjetet e korrigjimit nuk është i specifikuar arkitekturisht, por zbatimi zakonisht përfshin mbështetjen JTAG.

Ekziston një arkitekturë e veçantë korrigjimi "pamje e kernelit" që nuk kërkohet arkitekturisht nga procesorët ARMv7.

Regjistrat

ARM ofron 31 regjistra me qëllim të përgjithshëm 32-bit. Në varësi të mënyrës dhe gjendjes së procesorit, përdoruesi ka qasje vetëm në një grup regjistrash të përcaktuar rreptësisht. Në shtetin ARM, 17 regjistra janë vazhdimisht në dispozicion të zhvilluesit:

  • 13 regjistra të përgjithshëm (r0..r12).
  • Stack Pointer (r13) - përmban stack pointer-in e programit që po ekzekutohet.
  • Regjistri i lidhjes (r14) - përmban adresën e kthimit në udhëzimet e degës.
  • Numëruesi i programit (r15) - bitet përmbajnë adresën e instruksionit që po ekzekutohet.
  • Regjistri aktual i statusit të programit (CPSR) - përmban flamuj që përshkruajnë gjendjen aktuale të procesorit. Ndryshohet kur ekzekutohen shumë udhëzime: logjike, aritmetike, etj.

Në të gjitha mënyrat, përveç modalitetit të përdoruesit dhe modalitetit të sistemit, disponohet edhe Regjistri i Statusit të Programit të Ruajtur (SPSR). Pasi të ndodhë një përjashtim, regjistri CPSR ruhet në SPSR. Kështu, gjendja e procesorit (modaliteti, gjendja; flamujt e aritmetikës, operacionet logjike, aktivizimi i ndërprerjes) fiksohet në momentin menjëherë përpara ndërprerjes.

usr sys svc abt und irq fik
R0
R1
R2
R3
R4
R5
R6
R7
R8 R8_fik
R9 R9_fik
R10 R10_fik
R11 R11_fik
R12 R12_fik
R13 R13_svc R13_abt R13_und R13_irq R13_fik
R14 R14_svc R14_abt R14_und R14_irq R14_fik
R15
CPSR
SPSR_svc SPSR_abt SPSR_und SPSR_irq SPSR_fik

Puna me kujtesën

Sistemet I/O të mbështetura

Shumica e modeleve ekzistuese të mikroprocesorëve zbatojnë autobusin PCI dhe aftësinë për të punuar me memorie të jashtme dinamike të aksesit të rastësishëm (DRAM). Procesorët e projektuar për pajisjet e konsumatorit gjithashtu zakonisht integrojnë: kontrollues të autobusit USB, IIC, pajisje audio të pajtueshme me AC'97, pajisje për të punuar me media flash SD dhe MMC, kontrollues të portës serike.

Të gjithë procesorët kanë linja I/O për qëllime të përgjithshme (GPIO). Në pajisjet e konsumatorit, ato mund të lidhen me butonat e "fillimit të shpejtë", LED-të e sinjalit, rrotën e lëvizjes (JogDial), tastierën.

Procesi i nisjes së OS në makinat ARM

Mbështetje e sistemeve të ngjashme me Unix

Arkitektura ARM mbështetet nga sistemet operative të ngjashme me Unix dhe Unix GNU / Linux, BSD, QNX, Plan 9, Inferno, Solaris, Mac OS X, iOS, WebOS dhe Android.

Linux

Shpërndarjet e mëposhtme mbështesin procesorët ARM:

BSD

Derivatet e mëposhtëm BSD mbështesin procesorët ARM:

Solaris

Mbështetje për sisteme të tjera operative

Sistemet operative që funksionojnë në ARM: ReactOS, FreeRTOS, Nucleus, Symbian OS, Windows CE, RISC OS, Windows RT.

Të licencuarit e ARM-së dhe kostoja e parashikuar e licencës

ARM nuk prodhon apo shet procesorë të bërë me porosi, por përkundrazi i licencon përpunuesit tek partnerët e interesuar. ARM ofron një shumëllojshmëri të gjerë të kushteve të licencimit që ndryshojnë në kosto dhe detaje. Për të gjithë mbajtësit e licencës, ARM ofron një përshkrim të pjesës harduerike të kernelit, si dhe një grup të plotë të mjeteve të zhvillimit të softuerit (përpilues, korrigjues), si dhe të drejtën për të shitur procesorë ARM të prodhuar. Disa klientë janë të angazhuar në prodhimin e përpunuesve për kompanitë e palëve të treta.

Raporti Vjetor i ARM-së për vitin 2006 raporton se licencimi i 2.5 miliardë njësive (përpunuesve) gjeneroi 161 milion dollarë. Kjo është e barabartë me 0,067 dollarë për njësi. Megjithatë, kjo është një shifër shumë mesatare - përfshin licencat për përpunuesit më të rinj shumë të shtrenjtë dhe përpunuesit e vjetër të lirë.

Shënime (redakto)

  1. “I armatosur për sallonin”.
  2. "Një intervistë me Steve Furber"
  3. samsung Nexus 10 - Shfletuesi Geekbench
  4. MacBook Air - Shfletuesi Geekbench
  5. Standardet Apache për serverin e uebit 5-vat të Calxeda - Serverët ARM, Tani!
  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" Prezantimi i ARM Holdings në Hot Chips 1996-08-07.
  8. Regjistri 13, Regjistri PID FCSE ARM920T Manuali i Referencës Teknike
  9. Neo1973: GTA01Bv4 kundrejt krahasimit GTA02. Arkivuar nga origjinali më 13 mars 2012. Marrë më 15 nëntor 2007.
  10. S3C2410. Arkivuar nga origjinali më 13 mars 2012. Marrë më 13 janar 2010.
  11. Seria Rockbox Samsung SA58xxx. Arkivuar
  12. Rockbox Meizu M6 Port - Informacione Hardware. Arkivuar nga origjinali më 13 mars 2012. Marrë më 22 shkurt 2008.
  13. Fletët e të dhënave - Wiki Firmware i Fanit Magjik
  14. STR9 - STR912 - Mikrokontrollues STR912FW44 - faqja e shkarkimit të dokumenteve dhe skedarëve. Mcu.st.com. (lidhja e padisponueshme - histori) Marrë më 18 prill 2009.
  15. Starlet.
  16. Standardet - Albatros. Albatross-uav.org (18 qershor 2005). (lidhja e padisponueshme - histori) Marrë më 18 prill 2009.
  17. ARM1136J (F) -S - Procesor ARM. Arm.com. Arkivuar
  18. Kernel i çipave Qualcomm ARM - nga telefonat tek laptopët. xi0.info. Arkivuar
  19. Chipset Qualcomm MSM7227 RISC. pdadb.net. Arkivuar nga origjinali më 13 mars 2012. Marrë më 8 maj 2010.
  20. GoForce 6100. Nvidia.com. Arkivuar nga origjinali më 13 mars 2012. Marrë më 18 prill 2009.
  21. Mediatek MT6573. http://www.mediatek.com. ; Arkivuar nga origjinali më 6 qershor 2012. Marrë më 18 prill 2009.
  22. Procesorët ARM të Serive Samsung S3C6410 dhe S3C6430. Samsung. Marrë më 8 tetor 2009., dhe Qualcomm MSM7627 siç shihet në Palm Pixi dhe Motorola Calgary / Devour
  23. Merrit, Rick"ARM shtrihet me bërthamën A5, grafikë, FPGA". EE Times (21 tetor 2009). Arkivuar nga origjinali më 13 mars 2012. Marrë më 28 tetor 2009.
  24. Clarke, Peter ARM këshillon planet për bërthamat e procesorëve Swift dhe Sparrow. EE Times (3 shkurt 2009). Arkivuar nga origjinali më 13 mars 2012. Marrë më 18 prill 2009.
  25. Segan, Sascha ARM "s Multicore Chips Aim for Netbooks. PC Magazine (9 Prill 2009). Arkivuar nga origjinali 13 Mars 2012. Marrë më 18 Prill 2009.
  26. http://pc.watch.impress.co.jp/video/pcw/docs/423/409/p1.pdf
  27. Procesori Cortex-A15 - ARM
  28. Procesori Cortex-A7 - ARM
  29. Benz, Benjamin Cortex Nachwuchs bei ARM. Heise.de.2 shkurt 2010. Arkivuar nga origjinali më 13 mars 2012. Marrë më 3 maj 2010.
  30. Clarke, Peter ARM përgatit bërthamën e vogël për mikrokontrolluesit me fuqi të ulët. EE Times (23 shkurt 2009). Arkivuar nga origjinali më 13 mars 2012. Marrë më 30 nëntor 2009.
  31. Walko, John NXP i pari që demonstroi silikonin ARM Cortex-M0. EE Times (23 mars 2009). Arkivuar nga origjinali më 13 mars 2012. Marrë më 29 qershor 2009.
  32. VCA-të me fuqi ARM "Triad Semiconductor
  33. Cortex-M0 përdoret në kontrolluesin me prekje me fuqi të ulët - 06/10/2009 - Electronics Weekly
  34. Chungbuk Technopark zgjedh procesorin ARM Cortex-M0
  35. Google translate
  36. Austriamicrosystems zgjedh procesorin ARM Cortex-M0 për aplikime të sinjaleve të përziera
  37. "ARM Extends Cortex Family with First Processor Optimized for FPGA", njoftim për shtyp i ARM, 19 mars 2007. Marrë më 11 prill 2007.

Procesorët ARM - çfarë janë dhe me çfarë hahen. Shfaqja e procesorëve celularë me performancë të lartë në treg ishte në shumë mënyra një përparim i vërtetë revolucionar. Mund të themi se për herë të parë u shfaq një konkurrent i rëndësishëm në arkitekturën x86, i cili nëse në fazat e para zinte vetëm një kamare fqinje, atëherë sot ajo ka filluar të shtypë seriozisht pozicionin e një mëlçie të gjatë të industrisë kompjuterike.

Por cili është ndryshimi? Çfarë është arkitektura ARM dhe si ndryshon nga x86? Në këtë të fundit përdoret në Procesorët Intel dhe AMD, përdoret grupi i udhëzimeve CISC. Përpunimi i bazuar në to është shumë funksional, hap hapësirë ​​për programuesit dhe zhvilluesit e harduerit, por kërkon një sasi të konsiderueshme burimesh energjie. Thelbi i CISC, përafërsisht, është se çdo komandë hyrëse deshifrohet në elementin më të thjeshtë dhe vetëm atëherë përpunohet.

Ky nuk është rasti me ARM. Ai funksionon në bazë të komandave RISC, të cilat tashmë përmbajnë një grup të gatshëm elementësh të thjeshtë. Kjo zvogëlon fleksibilitetin e procesorit, por shpejtësia e përpunimit të të dhënave rritet ndjeshëm dhe, në përputhje me rrethanat, zvogëlon konsumin e energjisë së një procesori të tillë.

Prandaj, rezulton se x86 është një arkitekturë universale e përshtatshme për zgjidhjen e shumë problemeve, ndërsa ARM kërkon një mprehje më të mirë të harduerit dhe mundësitë e një arkitekture të tillë janë disi më të kufizuara. Megjithatë, aftësitë e ARM-së po bëhen më ambicioze. Tashmë, procesorë të tillë janë të përshtatshëm për standarde pune zyre, riprodhimi i përmbajtjes mediatike, puna në internet.

ARM po zhvillohet me shpejtësi, gjë që lehtësohet edhe nga fakti se dhjetëra marka konkurruese po punojnë në këtë teknologji për ekskluzivitet, ndërsa vetëm dy korporata janë duke punuar në arkitekturën x86, përfaqësuesit e të cilave thuajse drejtpërdrejt thonë se segmenti është i ndenjur ... dhe nuk mund te thuash kete per ARM.

Duke folur për atë që janë çipat ARM, duhet të theksohet një moment i tillë si kompleksiteti i sistemeve moderne celulare të propozuara. ARM nuk është vetëm një procesor. Si rregull, ai përfshin: një kontrollues RAM, një përshpejtues grafik, një dekoder video, një kodek audio dhe module opsionale wireless... Një sistem i tillë quhet me një çip. Me fjalë të tjera, ARM është një çip në një çip.

ARM aktualisht ka disa gjenerata të procesorëve:

ARM9... Çipat ARM9 mund të arrijnë frekuenca e orës 400 MHz. Këto patate të skuqura janë të vjetëruara, por ato janë ende në kërkesë. Për shembull, në ruterat me valë dhe terminalet e pagesave. Grupi i komandave të thjeshta të një çipi të tillë e bën të lehtë ekzekutimin e shumë aplikacioneve Java.

ARM11... Procesorët ARM11 mburren me një grup më të plotë udhëzimesh të thjeshta që zgjerojnë funksionalitetin e tyre dhe një shpejtësi të lartë të orës (deri në 1 GHz). Për shkak të konsumit të tyre të ulët të energjisë dhe kostos së ulët, çipat ARM11 përdoren ende në telefonat inteligjentë të nivelit fillestar.

ARMv7. Çipat modernë të arkitekturës ARM i përkasin familjes ARMv7, përfaqësuesit kryesorë të së cilës tashmë kanë arritur shenjën e tetë bërthamave dhe një shpejtësi ore mbi 2 GHz. Bërthamat e procesorit të zhvilluara drejtpërdrejt nga ARM Limited i përkasin linjës Cortex dhe përdoren nga shumica e SoC-ve pa modifikime të rëndësishme.

ARM Cortex-A8. Historikisht, bërthama e parë e procesorit të familjes ARMv7 ishte Cortex-A8, e cila formoi bazën për SoC të tillë të famshëm të kohës së tij si Apple A4 (iPhone 4 dhe iPad) dhe Samsung Hummingbird (Samsung Galaxy S dhe Galaxy Tab). Ajo tregon rreth dy herë më shumë produktivitet të lartë krahasuar me ARM11 të mëparshëm, dhe mjerisht, konsumi më i lartë i energjisë, gjë që e bën këtë çip jashtëzakonisht jopopullor sot.

ARM Cortex-A9. Pas Cortex-A8, ARM Limited prezantoi një gjeneratë të re të çipave - Cortex-A9, i cili tani është më i përhapuri dhe zë vendin e çmimit të mesëm. Performanca e bërthamave Cortex-A9 është rritur me rreth tre herë në krahasim me Cortex-A8, dhe madje ekziston një mundësi për t'i kombinuar ato me dy ose edhe katër në një çip.

ARM Cortex-A5 dhe Cortex-A7. Gjatë projektimit të bërthamave të procesorit Cortex-A5 dhe Cortex-A7, ARM Limited ndoqi të njëjtin qëllim - të arrijë një kompromis midis konsumit minimal të energjisë së ARM11 dhe performancës së pranueshme të Cortex-A8. Ata nuk harruan mundësinë e kombinimit të dy ose katër bërthamave - çipat me shumë bërthama Cortex-A5 dhe Cortex-A7 po shfaqen gradualisht në shitje (Qualcomm MSM8625 dhe MTK 6589).

ARM Cortex-A15. Bërthamat e procesorit Cortex-A15 u bë një vazhdim logjik i Cortex-A9 - si rezultat, çipat e arkitekturës ARM për herë të parë në histori arritën të krahasohen afërsisht në shpejtësi me Intel Atom, dhe ky tashmë është një sukses i madh. Nuk është më kot e Canonical Kërkesat e sistemit në versionin e Ubuntu Touch OS me multitasking të plotë tregoi një procesor ARM Cortex-A15 me dy bërthama ose Intel Atom të ngjashëm.

Patate të skuqura ARM pret një e ardhme e madhe. Numri i komandave, frekuenca e funksionimit, numri i bërthamave po rritet në mënyrë aktive dhe konsumi i energjisë mbetet në një nivel të ulët. Në të ardhmen, çipat ARM do të bëhen të përshtatshëm për multitasking me format të plotë, i cili tani është i veçantë vetëm për sistemet x86. Sidoqoftë, edhe me kushtet e vektorit aktual të zhvillimit, është shumë herët të thuhet se segmenti i elektronikës së konsumit do të kalojë plotësisht në çipat ARM. Dhe pika këtu është, para së gjithash, në çmim. Kostoja e çipave celularë po rritet në mënyrë eksponenciale, ndërsa x86 vazhdon të bjerë në çmim. Është faktori i çmimit, së bashku me diferencën në funksionalitet, i cili do të tejkalohet disi, dhe ka një parashikim mjaft të kuptueshëm që sistemet e zhvilluara ARM nuk do të fitojnë shpejt një fitore të pakushtëzuar në garën për konsumatorin e tyre ...

Artikujt kryesorë të lidhur