Procesorët e rinj ARM janë gati për aplikime të AI. Si ndryshon ARM nga x86

14.08.2019 Windows Phone

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? Ky i fundit, i përdorur në procesorët Intel dhe AMD, përdor grupin e 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 punën standarde të zyrës, riprodhimin e përmbajtjes së mediave dhe punën 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 me valë. 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 shpejtësinë e orës deri në 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). Ai demonstron afërsisht dy herë performancën në krahasim me paraardhësin ARM11, dhe mjerisht, konsum më të lartë të 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 bënë një vazhdim logjik i Cortex-A9 - si rezultat, për herë të parë në histori, çipat e arkitekturës ARM arritën të përputhen afërsisht me shpejtësinë e Intel Atom, dhe ky tashmë është një sukses i madh. Nuk është më kot që Canonical specifikoi një procesor ARM Cortex-A15 me dy bërthama ose Intel Atom të ngjashëm në kërkesat e sistemit për versionin Ubuntu Touch OS me multitasking të plotë.

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 ...

Emri ARM sigurisht që është dëgjuar nga të gjithë të interesuarit për teknologjinë celulare. Shumë njerëz e kuptojnë këtë shkurtim si një lloj procesori për telefonat inteligjentë dhe tabletët, të tjerë sqarojnë se ky nuk është aspak një procesor, por arkitektura e tij. Dhe sigurisht pak njerëz janë thelluar në historinë e shfaqjes së ARM-së. Në këtë artikull do të përpiqemi të kuptojmë të gjitha këto nuanca dhe t'ju tregojmë pse veglat moderne kanë nevojë për procesorë ARM.

Një ekskursion i shkurtër në histori

Kur u pyet për "ARM", Wikipedia rendit dy kuptime për këtë akronim: Acorn RISC Machine dhe Advanced RISC Machines. Le të fillojmë me radhë. Acorn Computers u themelua në MB në vitet 1980 dhe filloi duke krijuar kompjuterë personalë. Në atë kohë, Acorn quhej edhe "Molla Britanike". Një moment përcaktues për kompaninë ishte në fund të viteve 1980, kur kryeinxhinieri i saj përfitoi nga vendimi i dy të diplomuarve të universiteteve lokale për të krijuar një lloj të ri të arkitekturës së Përpunuesit të Kompleteve të Udhëzimeve të Reduktuara (RISC). Kështu lindi kompjuteri i parë i bazuar në Acorn Risc Machine. Suksesi nuk vonoi. Në vitin 1990, britanikët hynë në një marrëveshje me Apple dhe së shpejti filluan punën për një version të ri të chipset. Si rezultat, ekipi i zhvillimit formoi një kompani të quajtur Advanced RISC Machines në analogji me procesorin. Çipat me arkitekturën e re u bënë të njohur edhe si Advanced Risc Machine, ose shkurt ARM.

Që nga viti 1998, Advanced Risc Machine është bërë ARM Limited. Për momentin, kompania nuk është e angazhuar në prodhimin dhe shitjen e përpunuesve të saj. Aktiviteti kryesor dhe i vetëm i ARM Limited është zhvillimi i teknologjive dhe shitja e licencave kompanive të ndryshme për përdorimin e arkitekturës ARM. Disa prodhues blejnë një licencë për bërthamat jashtë raftit, ndërsa të tjerë blejnë një të ashtuquajtur "licencë arkitekturore" për të prodhuar përpunues me bërthamat e tyre. Këto kompani përfshijnë Apple, Samsung, Qualcomm, nVidia, HiSilicon dhe të tjera. Sipas disa raporteve, ARM Limited fiton 0,067 dollarë për secilin procesor të tillë. Kjo shifër është mesatare dhe gjithashtu e vjetëruar. Çdo vit ka gjithnjë e më shumë bërthama në chipset, dhe procesorët e rinj me shumë bërthama tejkalojnë mostrat e vjetruara për sa i përket kostos.

Karakteristikat teknike të çipave ARM

Ekzistojnë dy lloje të arkitekturave moderne të procesorëve: CISC(Complex Instruction Set Computing) dhe RISC(Reduced Instruction Set Computing). Arkitektura CISC përfshin familjen e procesorëve x86 (Intel dhe AMD), dhe arkitekturën RISC, familjen ARM. Dallimi kryesor formal midis RISC dhe CISC, dhe, në përputhje me rrethanat, x86 nga ARM, është grupi i reduktuar i udhëzimeve që përdoret në procesorët RISC. Kështu, për shembull, çdo instruksion në arkitekturën CISC transformohet në disa instruksione RISC. Përveç kësaj, procesorët RISC përdorin më pak transistorë dhe kështu konsumojnë më pak energji.

Prioriteti kryesor për procesorët ARM është raporti i performancës ndaj konsumit të energjisë. ARM ka një raport më të lartë të performancës për vat sesa x86. Ju mund të merrni fuqinë që ju nevojitet nga 24 bërthama x86 ose qindra bërthama të vogla ARM me fuqi të ulët. Sigurisht, edhe procesori më i fuqishëm i bazuar në ARM nuk do të jetë kurrë aq i fuqishëm sa një Intel Core i7. Por i njëjti Intel Core i7 ka nevojë për një sistem ftohës aktiv dhe nuk do të futet kurrë në një kuti telefoni. ARM këtu është jashtë konkurrencës. Nga njëra anë, duket si një opsion tërheqës për ndërtimin e një superkompjuteri duke përdorur një milion procesorë ARM në vend të një mijë procesorë x86. Nga ana tjetër, të dy arkitekturat nuk mund të krahasohen pa mëdyshje. Në disa mënyra, avantazhi do të jetë për ARM, dhe në të tjera - për x86.

Megjithatë, nuk është plotësisht e saktë të quash procesorë të çipave të arkitekturës ARM. Përveç disa bërthamave të procesorit, ato përfshijnë edhe komponentë të tjerë. Termi më i përshtatshëm do të ishte "çip i vetëm" ose "sistem në një çip" (SoC). SoC-të moderne për pajisjet mobile përfshijnë një kontrollues memorie, përshpejtues grafik, dekoder video, kodek audio dhe module me valë. Siç u përmend më herët, komponentët individualë të chipset mund të zhvillohen nga palë të treta. Shembulli më i mrekullueshëm i kësaj janë bërthamat grafike, të cilat, përveç ARM Limited (grafika Mali), po zhvillohen nga Qualcomm (Adreno), NVIDIA (GeForce ULP) dhe Imagination Technologies (PowerVR).

Në praktikë, duket kështu. Shumica e pajisjeve mobile me buxhet Android vijnë me çipset e kompanisë. MediaTek i cili pothuajse pa ndryshim ndjek udhëzimet e ARM Limited dhe i pajis ato me bërthama Cortex-A dhe grafika Mali (më rrallë PowerVR).

Markat A shpesh përdorin çipa të prodhimit për pajisjet e tyre kryesore. Qualcomm... Nga rruga, çipat më të fundit Qualcomm Snapdragon (,) janë të pajisur me bërthama plotësisht të personalizuara Kryo për CPU dhe Adreno për përshpejtuesin grafik.

në lidhje me Apple, më pas për iPhone dhe iPad kompania përdor çipat e saj të serisë A me një përshpejtues grafik PowerVR, të cilat prodhohen nga kompani të palëve të treta. Pra, janë instaluar procesori 64-bit me katër bërthama A10 Fusion dhe procesori grafik PowerVR GT7600.

Në kohën e këtij shkrimi, arkitektura e familjes së procesorëve konsiderohet të jetë e përditësuar. ARMv8... Ishte i pari që përdori një grup instruksionesh 64-bit dhe mbështeti më shumë se 4 GB RAM. Arkitektura ARMv8 është e pajtueshme me aplikacionet 32-bit. Bërthama e procesorit më efikas dhe më i fuqishëm i zhvilluar nga ARM Limited deri më sot është Cortex-A73, dhe shumica e prodhuesve SoC e përdorin atë të pandryshuar.

Cortex-A73 ofron performancë 30% më të mirë se Cortex-A72 dhe mbështet gamën e plotë të arkitekturave ARMv8. Frekuenca maksimale e bërthamës së procesorit është 2.8 GHz.

Fushëveprimi i ARM

Fama më e madhe për ARM ka ardhur nga zhvillimi i pajisjeve mobile. Në prag të prodhimit masiv të telefonave inteligjentë dhe pajisjeve të tjera portative, përpunuesit me efikasitet të energjisë erdhën në ndihmë. Kulmi i zhvillimit të ARM Limited ishte viti 2007, kur kompania britanike rinovoi partneritetin e saj me Apple, dhe pas një kohe kupertinianët prezantuan iPhone-in e tyre të parë me një procesor të arkitekturës ARM. Më pas, sistemi me një çip të vetëm i bazuar në arkitekturën ARM u bë një komponent i pandryshueshëm i pothuajse të gjithë telefonave inteligjentë në treg.

Portofoli i ARM Limited nuk kufizohet vetëm në bërthamat Cortex-A. Në fakt, nën markën Cortex ekzistojnë tre seri bërthamash procesori, të cilat caktohen me shkronjat A, R, M. Familja e bërthamave Korteksi-A, siç e dimë tashmë, është më i fuqishmi. Ato përdoren kryesisht në telefonat inteligjentë, tableta, set-top boxe, marrës satelitorë, sisteme automobilistike dhe robotikë. Bërthamat e procesorit Korteksi-R janë optimizuar për të kryer detyra me performancë të lartë në kohë reale; prandaj, çipa të tillë gjenden në pajisjet mjekësore, sistemet autonome të sigurisë dhe mediat e ruajtjes. Detyra kryesore e familjes Korteksi-Mështë thjeshtësia dhe kosto e ulët. Teknikisht, këto janë bërthamat më të dobëta të procesorit me konsumin më të ulët të energjisë. Procesorët e bazuar në bërthama të tilla përdoren pothuajse kudo ku kërkohet fuqi minimale dhe kosto e ulët nga pajisja: sensorë, kontrollorë, alarme, ekrane, orë inteligjente dhe pajisje të tjera.

Në përgjithësi, shumica e pajisjeve moderne, nga të vogla në të mëdha, që kërkojnë një njësi përpunimi qendror, përdorin çipa ARM. Një plus i madh është fakti që arkitektura ARM mbështetet nga shumë sisteme operative në platformën Linux (përfshirë Android dhe Chrome OS), iOS dhe Windows (Windows Phone).

Konkurrenca e tregut dhe perspektivat e ardhshme

Duhet të pranojmë se ARM nuk ka konkurrentë seriozë për momentin. Dhe në përgjithësi, kjo për faktin se ARM Limited bëri zgjedhjen e duhur në një kohë të caktuar. Por që në fillim të rrugëtimit të saj, kompania prodhoi procesorë për PC dhe madje u përpoq të konkurronte me Intel. Pasi ARM Limited ndryshoi drejtimin e aktiviteteve të saj, ishte e vështirë edhe për të. Pastaj monopoli i softuerit Microsoft, pasi kishte hyrë në një marrëveshje partneriteti me Intel, nuk u la asnjë shans prodhuesve të tjerë, përfshirë ARM Limited - Windows thjesht nuk funksionoi në sistemet me procesorë ARM. Sado paradoksale që mund të tingëllojë, por tani situata mund të ndryshojë në mënyrë dramatike dhe Windows tashmë është gati të mbështesë procesorët në këtë arkitekturë.

Në vazhdën e suksesit të çipave ARM, Intel u përpoq të krijonte një procesor konkurrues dhe hyri në treg me një çip Intel Atom... Asaj iu desh shumë më shumë kohë për ta bërë këtë sesa ARM Limited. Çipseti hyri në prodhim në vitin 2011, por, siç thonë ata, treni tashmë është larguar. Intel Atom është një procesor CISC i bazuar në x86. Inxhinierët e kompanisë kanë arritur konsum më të ulët të energjisë sesa në ARM, por për momentin, softuerët e ndryshëm celularë kanë përshtatje të dobët me arkitekturën x86.

Vitin e kaluar, Intel ka braktisur disa vendime kyçe në zhvillimin e ardhshëm të sistemeve celulare. Në fakt, kompania është për pajisjet celulare, sepse ato janë bërë jofitimprurëse. Prodhuesi i vetëm i madh që paketoi telefonat inteligjentë me çipa Intel Atom ishte ASUS. Megjithatë, Intel Atom përdoret ende gjerësisht në netbooks, nettops dhe pajisje të tjera portative.

Pozicioni i ARM Limited në treg është unik. Për momentin, pothuajse të gjithë prodhuesit përdorin zhvillimet e tij. Në të njëjtën kohë, kompania nuk ka fabrikat e veta. Kjo nuk e pengon atë të jetë në të njëjtin nivel me Intel dhe AMD. Historia e ARM përfshin një tjetër fakt kurioz. Është e mundur që tani teknologjia ARM t'i përkiste Apple, e cila ishte baza për formimin e ARM Limited. Ironikisht, në vitin 1998, kupertinasit, duke kaluar një krizë, shitën pjesën e tyre. Tani Apple është e detyruar të blejë një licencë për procesorët ARM të përdorur në iPhone dhe iPad së bashku me kompani të tjera.

Procesorët ARM tani janë në gjendje të kryejnë detyra serioze. Në afat të shkurtër, ato do të përdoren në serverë, në veçanti, zgjidhje të tilla tashmë kanë qendrat e të dhënave Facebook dhe PayPal. Në epokën e Internetit të Gjërave (IoT) dhe pajisjeve inteligjente të shtëpisë, çipat ARM janë edhe më të kërkuar. Pra, gjëja më interesante për ARM-në nuk ka ardhur ende.

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 softuerit simulues për të kompletuar mikroqarqet ndihmëse të kompjuterit si dhe për të përshpejtuar 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 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 megabajtët e parë të memories, dhe numëruesi i programit ishte i kufizuar në 26 bit, pasi 4 bitët e sipërm dhe 2 të poshtëm 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 buron 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 4K, gjë që rriti 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 nivelit të lartë sesa, për shembull, procesorët StrongARM dhe procesorët ARMv4 të bazuar në ARM9TDMI dhe ARM7TDMI, por pajisjet më pak të sofistikuara mund të përdorin versione më të vjetra me kosto më të ulëta licence. Procesorët ARMv6 janë një prerje mbi procesorët standardë ARMv5. 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 2348 pikë, ndërsa procesori buxhetor Intel Core Duo në laptopin Apple MacAir shënoi vetëm 1982 pikë.

Disa kompani kanë paralajmëruar zhvillimin e serverëve efikas të bazuar në grupe të 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
ARM2	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
	ARMv5TE	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 përshpejtues grafike harduerike	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 (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 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
	ARMv6-M	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 3 profile janë përcaktuar: 'A' (aplikacion) për aplikacionet, 'R' (kohë reale) për kohë reale, 'M' (mikrokontrollues) për një 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 është 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, opkodet më të shkurtra Thumb janë shumë më efikase se kodi i zakonshëm ARM 32-bit, sepse më pak kod do të duhet të ngarkohet në procesor me gjerësi të kufizuar të memories.

Hardware si Game Boy Advance zakonisht ka një sasi të vogël RAM në dispozicion me një bartës 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. Gjuha e re Unified Assembly (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 përdorimin e një komande të re if-then që mbështet ekzekutimin e deri në 4 komandave të njëpasnjëshme në gjendjen e provës. 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

Të gjithë procesorët modernë ARM përfshijnë pajisje korrigjimi, 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	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 mjetesh për zhvillimin e softuerit (përpilues, korrigjues), si dhe të drejtën për të shitur procesorë të prodhuar ARM. 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)

“I armatosur për sallonin”.
"Një intervistë me Steve Furber"
samsung Nexus 10 - Shfletuesi Geekbench
MacBook Air - Shfletuesi Geekbench
Standardet Apache për serverin e uebit 5-vat të Calxeda - Serverët ARM, Tani!
http://www.apm.com/global/x-gene/docs/2012_03_OPP%20Cloudy%20with%20a%20Chance%20of%20ARM.pdf
"ARM810 - Dancing to the Beat of a Different Drum" Prezantimi i ARM Holdings në Hot Chips 1996-08-07.
Regjistri 13, Regjistri PID FCSE ARM920T Manuali i Referencës Teknike
Neo1973: GTA01Bv4 kundrejt krahasimit GTA02. Arkivuar nga origjinali më 13 mars 2012. Marrë më 15 nëntor 2007.
S3C2410. Arkivuar nga origjinali më 13 mars 2012. Marrë më 13 janar 2010.
Seria Rockbox Samsung SA58xxx. Arkivuar
Rockbox Meizu M6 Port - Informacione Hardware. Arkivuar nga origjinali më 13 mars 2012. Marrë më 22 shkurt 2008.
Fletët e të dhënave - Wiki Firmware i Fanit Magjik
STR9 - STR912 - Mikrokontrollues STR912FW44 - faqja e shkarkimit të dokumenteve dhe skedarëve. Mcu.st.com. (lidhja e padisponueshme - histori) Marrë më 18 prill 2009.
Starlet.
Standardet - Albatros. Albatross-uav.org (18 qershor 2005). (lidhja e padisponueshme - histori) Marrë më 18 prill 2009.
ARM1136J (F) -S - Procesor ARM. Arm.com. Arkivuar
Kernel i çipave Qualcomm ARM - nga telefonat tek laptopët. xi0.info. Arkivuar
Chipset Qualcomm MSM7227 RISC. pdadb.net. Arkivuar nga origjinali më 13 mars 2012. Marrë më 8 maj 2010.
GoForce 6100. Nvidia.com. Arkivuar nga origjinali më 13 mars 2012. Marrë më 18 prill 2009.
Mediatek MT6573. http://www.mediatek.com. ; Arkivuar nga origjinali më 6 qershor 2012. Marrë më 18 prill 2009.
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
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.
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.
Segan, Sascha ARM "s Multicore Chips Aim for Netbooks. PC Magazine (9 Prill 2009). Arkivuar nga origjinali më 13 Mars 2012. Marrë më 18 Prill 2009.
http://pc.watch.impress.co.jp/video/pcw/docs/423/409/p1.pdf
Procesori Cortex-A15 - ARM
Procesori Cortex-A7 - ARM
Benz, Benjamin Cortex Nachwuchs bei ARM. Heise.de.2 shkurt 2010. Arkivuar nga origjinali më 13 mars 2012. Marrë më 3 maj 2010.
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.
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.
VCA-të me fuqi ARM "Triad Semiconductor
Cortex-M0 përdoret në kontrolluesin me prekje me fuqi të ulët - 06/10/2009 - Electronics Weekly
Chungbuk Technopark zgjedh procesorin ARM Cortex-M0
Google translate
Austriamicrosystems zgjedh procesorin ARM Cortex-M0 për aplikime të sinjaleve të përziera
"ARM Extends Cortex Family with First Processor Optimized for FPGA", njoftim për shtyp i ARM, 19 mars 2007. Marrë më 11 prill 2007.

Me siguri secili prej jush pyeti veten: çfarë është ARM? Shpesh mund ta dëgjoni këtë shkurtim kur bëhet fjalë për procesorin e pajisjes. Dhe ndonjëherë jo të gjithë e kuptojnë plotësisht thelbin e saj.

Le të themi vetëm se ARM është një kompani, por ARM është gjithashtu një arkitekturë procesori që është zhvilluar nga ARM.

Procesori ARM është një CPU i bazuar në arkitekturën RISC të zhvilluar nga Acorn Computers në vitet 1980 dhe aktualisht po zhvillohet nga Advanced RISC Machines, pra shkurtesa "ARM". Në këtë rast, shkurtesa ARM në lidhje me arkitekturën e procesorit do të thotë drejtpërdrejt Acorn RISC Machine. Me fjalë të tjera, ekzistojnë dy kuptime të shkurtesës ARM.

Advanced RISC Machines është një kompani me bazë në Mbretërinë e Bashkuar që projekton, projekton dhe licencon arkitekturën e procesorit ARM. ARM po zhvillon një metodë për ndërtimin e procesorëve ARM dhe kompani të tilla si Qualcomm dhe Samsung po zhvillojnë procesorët e tyre bazuar në ARM. Në ditët e sotme, pothuajse të gjitha pajisjet me dimensione të vogla dhe të pajisura me bateri kanë procesorë të bazuar në arkitekturën ARM.

Ekzistojnë disa lloje të arkitekturës së procesorit: CISC, RISC, MISC. E para dallohet nga një grup i madh udhëzimesh, domethënë, CISC është krijuar për të punuar me udhëzime komplekse me gjatësi të pabarabartë. RISC, nga ana tjetër, ka një grup të reduktuar komandash që ndajnë të njëjtin format dhe ndryshojnë në kodimin e thjeshtë.

Për të kuptuar ndryshimin, imagjinoni që kompjuteri juaj personal ka një procesor AMD ose Intel CISC. Procesorët CISC gjenerojnë më shumë MIPS (milion instruksione për sekondë, domethënë numri i instruksioneve specifike që procesori ekzekuton në një sekondë).

Procesorët RICS kanë më pak transistorë, gjë që u lejon atyre të konsumojnë më pak energji. Numri i reduktuar i udhëzimeve lejon projektimin e mikroqarqeve të thjeshtuara. Madhësia e reduktuar e çipit rezulton në një diabet më të vogël, gjë që lejon më shumë komponentë në procesor, gjë që i bën procesorët ARM më të vegjël dhe shumë më efikas në energji.

Arkitektura ARM është perfekte për telefonat inteligjentë për të cilët gjëja kryesore është konsumi i energjisë, ndërsa performanca e procesorëve ARM është, natyrisht, dukshëm inferiore ndaj zgjidhjeve kryesore nga Intel dhe AMD. Në të njëjtën kohë, procesorët ARM nuk mund të quhen të dobët. ARM mbështet arkitekturën 32-bit dhe 64-bit, ka gjithashtu mbështetje për virtualizimin e harduerit, menaxhimin e avancuar të energjisë.

Parametri kryesor gjatë vlerësimit të procesorëve ARM është raporti i performancës ndaj konsumit të energjisë, këtu procesorët ARM performojnë më mirë se, për shembull, procesori x86 i Intel i bazuar në arkitekturën CISC.

Kështu, në rastin e superkompjuterëve, do të jetë më tërheqëse përdorimi i një milion procesorë ARM në vend të një mijë procesorëve në arkitekturën x86.

Bazuar në materialet nga androidcentral

Shumica dërrmuese e pajisjeve moderne përdorin procesorë të bazuar në arkitekturën ARM, e cila po zhvillohet nga kompania me të njëjtin emër, ARM Limited. Është interesante se vetë kompania nuk prodhon përpunues, por vetëm licencon teknologjitë e saj për prodhuesit e çipave të palëve të treta. Përveç kësaj, kompania po zhvillon gjithashtu bërthamat e procesorit Cortex dhe përshpejtuesit grafikë Mali, të cilët patjetër do t'i prekim në këtë material.

ARM Limited

Kompania ARM, në fakt, është një monopol në fushën e saj, dhe shumica dërrmuese e smartfonëve dhe tabletëve modernë në sisteme të ndryshme operative celulare përdorin procesorë të bazuar në arkitekturën ARM. Prodhuesit e çipave licencojnë bërthamat individuale, grupet e udhëzimeve dhe teknologjitë përkatëse nga ARM, dhe kostoja e licencave ndryshon ndjeshëm në varësi të llojit të bërthamave të procesorit (këto mund të jenë zgjidhje buxhetore me fuqi të ulët dhe katër bërthama ultra-moderne dhe madje tetë bërthama patate të skuqura) dhe komponentë shtesë. Deklarata vjetore e të ardhurave e ARM Limited për vitin 2006 tregoi të ardhura prej 161 milionë dollarësh nga licencimi i rreth 2.5 miliardë procesorëve (nga 7.9 miliardë dollarë në 2011), që përkthehet në afërsisht 0.067 dollarë për çip. Megjithatë, për arsyen e lartpërmendur, kjo është një shifër shumë mesatare për shkak të diferencës së çmimeve për licenca të ndryshme dhe që atëherë fitimi i kompanisë duhet të ishte shumëfishuar.

Procesorët ARM janë shumë të përhapur në ditët e sotme. Çipat në këtë arkitekturë përdoren kudo, deri te serverët, por më shpesh ARM mund të gjendet në sisteme të integruara dhe celulare, nga kontrollorët e hard diskeve deri te telefonat inteligjentë, tabletët dhe pajisjet e tjera moderne.

Bërthamat e korteksit

ARM zhvillon disa familje kernelash që përdoren për detyra të ndryshme. Për shembull, përpunuesit e bazuar në Cortex-Mx dhe Cortex-Rx (ku "x" është një shifër ose numër që tregon numrin e saktë të bërthamës) përdoren në sistemet e integruara dhe madje edhe në pajisjet e konsumatorit si ruterat ose printerët.

Ne nuk do të ndalemi në to në detaje, sepse ne jemi të interesuar kryesisht për familjen Cortex-Ax - çipat me bërthama të tilla përdoren në pajisjet më produktive, duke përfshirë telefonat inteligjentë, tabletët dhe konzolat e lojërave. ARM po punon vazhdimisht në bërthama të reja nga linja Cortex-Ax, por në kohën e këtij shkrimi, telefonat inteligjentë përdorin sa vijon:

Sa më i lartë numri, aq më i lartë është performanca e procesorit dhe, në përputhje me rrethanat, aq më e shtrenjtë është klasa e pajisjeve në të cilat përdoret. Sidoqoftë, duhet të theksohet se ky rregull nuk respektohet gjithmonë: për shembull, çipat e bazuar në bërthamat Cortex-A7 kanë performancë më të mirë sesa në Cortex-A8. Sidoqoftë, nëse procesorët në Cortex-A5 tashmë konsiderohen pothuajse të vjetëruar dhe pothuajse kurrë nuk përdoren në pajisjet moderne, atëherë CPU-të në Cortex-A15 mund të gjenden në komunikuesit dhe tabletët kryesorë. Jo shumë kohë më parë, ARM njoftoi zyrtarisht zhvillimin e bërthamave të reja, më të fuqishme dhe, në të njëjtën kohë, me efikasitet energjetik Cortex-A53 dhe Cortex-A57, të cilat do të kombinohen në një çip të vetëm duke përdorur teknologjinë ARM big.LITTLE dhe do të mbështesin Kompleti i udhëzimeve ARMv8 ("versioni i arkitekturës"), por ato aktualisht nuk përdoren në pajisjet e zakonshme të konsumatorit. Shumica e çipave me bërthama Cortex mund të jenë me shumë bërthama dhe procesorët me katër bërthama janë të kudondodhur në telefonat inteligjentë të nivelit të lartë të sotëm.

Prodhuesit e mëdhenj të telefonave inteligjentë dhe tabletëve zakonisht përdorin procesorë të prodhuesve të njohur të çipave si Qualcomm ose zgjidhjet e tyre që tashmë janë bërë mjaft të njohura (për shembull, Samsung dhe familja e tij e çipave Exynos), por ndër karakteristikat teknike të pajisjeve më të vogla. kompanitë që shpesh mund të gjeni një përshkrim si "procesori në Cortex-A7 @ 1 GHz "ose" Cortex-A7 me dy bërthama @ 1 GHz ", i cili nuk do t'i tregojë përdoruesit mesatar. Për të kuptuar se cilat janë ndryshimet midis bërthamave të tilla, ne do të përqendrohemi në ato kryesore.

Bërthama Cortex-A5 përdoret në procesorë me kosto të ulët për pajisjet më buxhetore. Pajisjet e tilla janë të destinuara vetëm për kryerjen e një game të kufizuar detyrash dhe lëshimin e aplikacioneve të thjeshta, por ato nuk janë aspak të dizajnuara për programe me burime intensive dhe, veçanërisht, lojëra. Si shembull i një vegël me një procesor Cortex-A5, mund të telefononi Highscreen Blast, i cili mori një çip Qualcomm Snapdragon S4 Play MSM8225, që përmban dy bërthama Cortex-A5 me një shpejtësi ore prej 1.2 GHz.

Procesorët Cortex-A7 janë më të fuqishëm se çipat Cortex-A5 dhe janë gjithashtu më të zakonshëm. Këto çipa prodhohen duke përdorur një teknologji procesi 28 nanometër dhe kanë një memorie të madhe L2 deri në 4 megabajt. Bërthamat Cortex-A7 gjenden kryesisht në telefonat inteligjentë të buxhetit dhe pajisjet me kosto të ulët të rangut të mesëm si ikonaBIT Mercury Quad, si dhe, si përjashtim, në Samsung Galaxy S IV GT-i9500 me një procesor Exynos 5 Octa - ky chipset përdor kursimin e energjisë kur kryen detyra të panevojshme procesor katër-bërthamësh në Cortex-A7.

Bërthama Cortex-A8 nuk është aq e përhapur sa fqinjët e saj Cortex-A7 dhe Cortex-A9, por ende përdoret në pajisje të ndryshme të nivelit fillestar. Shpejtësia e orës së funksionimit të çipave në Cortex-A8 mund të variojë nga 600 MHz në 1 GHz, por ndonjëherë prodhuesit mbingarkojnë procesorët në frekuenca më të larta. Një tipar i bërthamës Cortex-A8 është mungesa e mbështetjes për konfigurimet me shumë bërthama (d.m.th., procesorët në këto bërthama mund të jenë vetëm me një bërthamë), dhe ato ekzekutohen sipas një teknologjie të procesit 65 nanometër, e cila tashmë është konsiderohet e vjetëruar.

Korteksi-A9

Disa vjet më parë, bërthamat Cortex-A9 u konsideruan si një zgjidhje e nivelit të lartë dhe u përdorën si në çipat tradicionalë me një bërthamë ashtu edhe në çipat më të fuqishëm me dy bërthama, si Nvidia Tegra 2 dhe Texas Instruments OMAP4. Aktualisht, procesorët e bazuar në Cortex-A9, të bërë sipas teknologjisë së procesit 40 nanometër, nuk humbasin popullaritetin dhe përdoren në shumë telefona inteligjentë të segmentit të mesëm. Frekuenca e funksionimit të procesorëve të tillë mund të jetë nga 1 në 2 dhe më shumë gigahertz, por zakonisht është e kufizuar në 1.2-1.5 GHz.

Në qershor 2013, ARM prezantoi zyrtarisht bërthamën Cortex-A12, e cila bazohet në një teknologji të re procesi 28 nm dhe synon të zëvendësojë bërthamat Cortex-A9 në telefonat inteligjentë të rangut të mesëm. Zhvilluesi premton një rritje të performancës prej 40% në krahasim me Cortex-A9, dhe përveç kësaj, bërthamat Cortex-A12 do të jenë në gjendje të marrin pjesë në arkitekturën ARM big.LITTLE si ato me performancë të lartë së bashku me Cortex-A7 me efikasitet energjie , i cili do t'i lejojë prodhuesit të krijojnë çipa me tetë bërthama me kosto të ulët. Vërtetë, në kohën e këtij shkrimi, e gjithë kjo është vetëm në plane, dhe prodhimi masiv i çipave në Cortex-A12 ende nuk është krijuar, megjithëse kompania RockChip tashmë ka njoftuar synimin e saj për të lëshuar një procesor me katër bërthama në Cortex-A12 me një frekuencë prej 1.8 GHz.

Për vitin 2013, bërthama Cortex-A15 dhe derivatet e tij është një zgjidhje e nivelit të lartë dhe përdoret në çipat kryesorë të komunikuesve nga prodhues të ndryshëm. Ndër procesorët e rinj të prodhuar sipas teknologjisë së procesit 28 nm dhe të bazuar në Cortex-A15 janë Samsung Exynos 5 Octa dhe Nvidia Tegra 4, si dhe kjo bërthamë shpesh vepron si një platformë për modifikime nga prodhues të tjerë. Për shembull, procesori më i fundit i Apple, A6X, përdor bërthamat Swift, të cilat janë një modifikim i Cortex-A15. Çipat në Cortex-A15 janë në gjendje të funksionojnë në një frekuencë prej 1.5-2.5 GHz dhe mbështetja për shumë standarde të palëve të treta dhe aftësia për të adresuar deri në 1 TB memorie fizike bën të mundur përdorimin e procesorëve të tillë në kompjuterë (si a nuk ju kujtohet një mini-kompjuter me madhësinë e një karte bankare Raspberry Pi).

Seria Cortex-A50

Në gjysmën e parë të 2013, ARM prezantoi një linjë të re çipash të quajtur seria Cortex-A50. Bërthamat e kësaj linje do të ekzekutohen sipas versionit të ri të arkitekturës, ARMv8, dhe do të mbështesin grupe të reja instruksionesh dhe gjithashtu do të bëhen 64-bit. Kalimi në një thellësi të re bit do të kërkojë optimizimin e sistemeve operative dhe aplikacioneve celulare, por, natyrisht, mbështetja për dhjetëra mijëra aplikacione 32-bit do të mbetet. Apple ishte i pari që kaloi në arkitekturën 64-bit. Pajisjet më të fundit të kompanisë, si iPhone 5S, funksionojnë në një procesor të tillë Apple A7 ARM. Vlen të përmendet se nuk përdor bërthama Cortex - ato zëvendësohen nga bërthamat e vetë prodhuesit të quajtur Swift. Një nga arsyet e dukshme për nevojën për të kaluar në procesorë 64-bit është mbështetja për më shumë se 4 GB RAM, dhe, përveç kësaj, aftësia për të vepruar me numra shumë më të mëdhenj në llogaritje. Sigurisht, deri më tani kjo është e rëndësishme, para së gjithash, për serverët dhe PC-të, por nuk do të habitemi nëse telefonat inteligjentë dhe tabletët me një vëllim të tillë RAM shfaqen në treg pas disa vitesh. Deri më sot, asgjë nuk dihet për planet për lëshimin e çipave në një arkitekturë të re dhe telefonat inteligjentë që përdorin ato, por ka të ngjarë që këta janë procesorët që flamurët do të marrin në 2014, siç ka njoftuar tashmë Samsung.

Seria hapet me bërthamën Cortex-A53, e cila do të jetë pasardhësi i drejtpërdrejtë i Cortex-A9. Procesorët e bazuar në Cortex-A53 dukshëm tejkalojnë çipat e bazuar në Cortex-A9 në performancë, por, në të njëjtën kohë, konsumi i ulët i energjisë mbetet. Procesorë të tillë mund të përdoren si individualisht ashtu edhe në konfigurimin ARM big.LITTLE, duke u kombinuar në të njëjtin chipset me një procesor Cortex-A57

Perfomance Cortex-A53, Cortex-A57

Procesorët Cortex-A57, të cilët do të bazohen në teknologjinë e procesit 20 nm, duhet të bëhen procesorët më të fuqishëm ARM në të ardhmen e afërt. Bërthama e re e tejkalon ndjeshëm paraardhësin e tij, Cortex-A15 në parametra të ndryshëm të performancës (mund ta shihni krahasimin më lart), dhe sipas ARM, e cila synon seriozisht tregun e PC-ve, do të jetë një zgjidhje fitimprurëse për kompjuterët e zakonshëm (përfshirë laptopët ), jo vetëm pajisjet celulare.

KRAH I madh.PAK

Si një zgjidhje e teknologjisë së lartë për problemin e konsumit të energjisë së procesorëve modernë, ARM ofron teknologjinë big.LITTLE, thelbi i së cilës është të kombinohen në një çip të vetëm bërthama të llojeve të ndryshme, zakonisht të njëjtin numër të kursimit të energjisë dhe të lartë. ato të performancës.

Ekzistojnë tre skema për funksionimin e llojeve të ndryshme të bërthamave në një çip: big.LITTLE (migrim midis grupimeve), big.LITTLE IKS (migrim midis bërthamave) dhe big.LITTLE MP (multiprocessing heterogjen).

i madh.PAK (migrim midis grupimeve)

Çipi i parë i bazuar në arkitekturën ARM big.LITTLE ishte procesori Samsung Exynos 5 Octa. Ai përdor skemën origjinale big.LITTLE "4 + 4", që do të thotë kombinimi i katër bërthamave me performancë të lartë Cortex-A15 në një çip të vetëm në dy grupe (kështu edhe emri i skemës) për aplikacione dhe lojëra me burime intensive dhe katër energji. -ruajtja e bërthamave Cortex-A7 për punën e përditshme të shumicës së programeve, dhe vetëm një lloj kerneli mund të funksionojë në të njëjtën kohë. Kalimi midis grupeve të bërthamave ndodh pothuajse menjëherë dhe në mënyrë të padukshme për përdoruesin në modalitetin plotësisht automatik.

big.LITTLE IKS (migrim ndër-core)

Një zbatim më kompleks i arkitekturës big.LITTLE është kombinimi i disa bërthamave reale (zakonisht dy) në një virtuale, të kontrolluar nga kerneli i sistemit operativ, i cili vendos se cilat bërthama do të përdorë - efikase në energji ose performancë të lartë. Sigurisht, ka edhe disa bërthama virtuale - ilustrimi tregon një shembull të një qarku IKS, ku secila prej katër bërthamave virtuale përmban një bërthamë Cortex-A7 dhe Cortex-A15.

big.LITTLE MP (përpunim heterogjen i shumëfishtë)

Skema big.LITTLE MP është më e "avancuara" - në të, çdo bërthamë është e pavarur dhe mund të aktivizohet nga kerneli i OS sipas nevojës. Kjo do të thotë se nëse përdoren katër bërthama Cortex-A7 dhe i njëjti numër bërthamash Cortex-A15, në një chipset të ndërtuar në arkitekturën ARM big.LITTLE MP, të 8 bërthamat mund të funksionojnë njëkohësisht, edhe pse janë të llojeve të ndryshme. Një nga procesorët e parë të këtij lloji ishte çipi MT6592 me tetë bërthama i Mediatek, i cili mund të funksionojë në një frekuencë orësh prej 2 GHz dhe të regjistrojë dhe luajë video në rezolucion UltraHD.

e ardhmja

Sipas informacioneve të disponueshme për momentin, në të ardhmen e afërt ARM, së bashku me kompani të tjera, planifikon të lançojë çipat e gjeneratës së ardhshme big.LITTLE, të cilët do të përdorin bërthamat e reja Cortex-A53 dhe Cortex-A57. Përveç kësaj, procesorë buxhetor të bazuar në ARM big.LITTLE do të prodhohen nga prodhuesi kinez MediaTek, i cili do të funksionojë sipas skemës “2 + 2”, pra do të përdorë dy grupe me dy bërthama.

Përshpejtuesit grafikë Mali

Përveç procesorëve, ARM zhvillon edhe përshpejtues grafikë për familjen Mali. Ashtu si procesorët, përshpejtuesit grafikë karakterizohen nga shumë parametra, për shembull, niveli anti-aliasing, ndërfaqja e autobusit, cache (memoria ultra e shpejtë e përdorur për të rritur shpejtësinë e funksionimit) dhe numri i "bërthamëve grafikë" (megjithëse, siç kemi shkruar në artikulli i fundit, ky tregues, megjithë ngjashmërinë me termin e përdorur për të përshkruar CPU, praktikisht nuk ndikon në performancën kur krahasoni dy GPU).

Përshpejtuesi i parë grafike ARM ishte Mali 55 tani i papërdorur, i cili u përdor në telefonin me ekran me prekje LG Renoir (po, celulari më i zakonshëm). GPU nuk u përdor në lojëra - vetëm për paraqitjen e ndërfaqes dhe kishte karakteristika primitive sipas standardeve të sotme, por ishte ai që u bë "paraardhësi" i serisë Mali.

Që atëherë, përparimi ka ecur përpara dhe tani API-të dhe standardet e lojërave të mbështetura nuk kanë rëndësi të vogël. Për shembull, mbështetja për OpenGL ES 3.0 tani shpallet vetëm në procesorët më të fuqishëm si Qualcomm Snapdragon 600 dhe 800, dhe nëse flasim për produktet ARM, standardi mbështetet nga përshpejtues të tillë si Mali-T604 (ishte ai që u bë procesori i parë grafik ARM, i bërë në mikroarkitekturën e re Midgard), Mali-T624, Mali-T628, Mali-T678 dhe disa çipa të tjerë afër tyre. Një ose një tjetër GPU, si rregull, është e lidhur ngushtë me thelbin, por, megjithatë, tregohet veçmas, që do të thotë se nëse cilësia e grafikës në lojëra është e rëndësishme për ju, atëherë ka kuptim të shikoni emrin e përshpejtuesi në specifikimet e një smartphone ose tableti.

ARM ka gjithashtu përshpejtues grafikë në linjën e saj për telefonat inteligjentë të rangut të mesëm, më të zakonshmet prej të cilëve janë Mali-400 MP dhe Mali-450 MP, të cilët ndryshojnë nga vëllezërit e tyre më të mëdhenj në performancë relativisht të ulët dhe një grup të kufizuar API-sh dhe standardesh të mbështetura. Përkundër kësaj, këto GPU vazhdojnë të përdoren në telefonat inteligjentë të rinj, për shembull, Zopo ZP998, i cili mori përshpejtuesin grafik Mali-450 MP4 (një modifikim i përmirësuar i Mali-450 MP) përveç procesorit MTK6592 me tetë bërthama.

Me sa duket, telefonat inteligjentë me përshpejtuesit më të fundit grafikë ARM duhet të shfaqen në fund të vitit 2014: Mali-T720, Mali-T760 dhe Mali-T760 MP, të cilat u prezantuan në tetor 2013. Mali-T720 duhet të jetë GPU-ja e re për telefonat inteligjentë me kosto të ulët dhe GPU-ja e parë në këtë segment që mbështet Open GL ES 3.0. Mali-T760, nga ana tjetër, do të bëhet një nga përshpejtuesit më të fuqishëm të grafikës celulare: sipas karakteristikave të deklaruara, GPU ka 16 bërthama përpunuese dhe ka një fuqi kompjuterike vërtet të madhe, 326 Gflops, por në të njëjtën kohë, katër herë më pak. konsumi i energjisë sesa Mali-T604 i lartpërmendur.

Roli i CPU-ve dhe GPU-ve ARM në treg

Përkundër faktit se ARM është autori dhe zhvilluesi i arkitekturës me të njëjtin emër, i cili, përsërisim, përdoret tani në shumicën dërrmuese të procesorëve celularë, zgjidhjet e tij në formën e bërthamave dhe përshpejtuesve grafikë nuk janë të njohura me smartphone të mëdhenj. prodhuesit. Për shembull, me të drejtë besohet se komunikuesit kryesorë në sistemin operativ Android duhet të kenë një procesor Snapdragon me bërthama Krait dhe një përshpejtues grafik Adreno nga Qualcomm, chipet e së njëjtës kompani përdoren në telefonat inteligjentë në Windows Phone dhe disa prodhues veglash, për shembull, Apple, zhvilloni bërthamat e veta. ... Pse është kjo situata aktuale?

Ndoshta disa nga arsyet mund të qëndrojnë më thellë, por njëra prej tyre është mungesa e pozicionimit të qartë të CPU dhe GPU nga ARM midis produkteve të kompanive të tjera, si rezultat i së cilës zhvillimet e kompanisë perceptohen si komponentë bazë për përdorim në B. -pajisjet e markës, telefonat inteligjentë të lirë dhe krijimi i zgjidhjeve më të pjekura. Për shembull, Qualcomm përsërit pothuajse në çdo prezantim se një nga qëllimet e tij kryesore kur krijon procesorë të rinj është të zvogëlojë konsumin e energjisë dhe bërthamat e tij Krait, duke u modifikuar nga bërthamat Cortex, tregojnë vazhdimisht rezultate më të larta të performancës. Një deklaratë e ngjashme është e vërtetë për çipat e Nvidia-s, të cilët janë të fokusuar në lojëra, por sa i përket procesorëve Exynos nga Samsung dhe serisë A nga Apple, ata kanë tregun e tyre për shkak të instalimit në telefonat inteligjentë të të njëjtave kompani.

Sa më sipër nuk do të thotë aspak se modelet e ARM janë shumë më të këqija se procesorët dhe bërthamat e palëve të treta, por konkurrenca në treg në fund të fundit përfiton vetëm blerësit e smartfonëve. Mund të themi se ARM ofron disa boshllëqe, duke blerë një licencë për të cilën prodhuesit tashmë mund t'i modifikojnë vetë.

konkluzioni

Mikroprocesorët e bazuar në arkitekturën ARM kanë pushtuar me sukses tregun e pajisjeve mobile për shkak të konsumit të tyre të ulët të energjisë dhe fuqisë relativisht të lartë përpunuese. Më parë, arkitekturat e tjera RISC konkurruan me ARM, për shembull, MIPS, por tani ajo ka vetëm një konkurrent serioz - Intel me arkitekturën x86, e cila, nga rruga, megjithëse po lufton në mënyrë aktive për pjesën e saj të tregut, ende nuk perceptohet nga seriozisht ose konsumatorët ose shumica e prodhuesve, veçanërisht me mungesën aktuale të flamurëve në të (Lenovo K900 nuk mund të konkurrojë më me telefonat inteligjentë më të fundit të nivelit të lartë në përpunuesit ARM).

Si mendoni, a do të mundet dikush ta shtrydhë ARM-në dhe si do të zhvillohet fati i kësaj kompanie dhe arkitekturës së saj?