We hebben onlangs een grote vraag gekregen die ons deed herinneren dat niet iedereen op de hoogte blijft van specificaties en hardwareontwerp. Iemand vroeg wat ARM bedoelde.
Ten eerste is dat een geweldige vraag. Ik kan me voorstellen dat het moeilijk is om iets te begrijpen van het technische gepraat dat er gebeurt als je niet zeker bent van de basis, en de enige manier om erachter te komen is om het te vragen. Dus we zijn blij dat je het vroeg!
ARM is een bedrijf en ARM is een processorarchitectuur die ze ontwikkelen en verkopen.
Wanneer u een technische discussie ziet en het woord ARM wordt gebruikt, beschrijft dit een type processor. De uber-technische definitie van een ARM-processor is een CPU gebouwd op de RISC-gebaseerde architectuur ontwikkeld door Acorn Computers in de jaren 1980 en wordt nu ontwikkeld door Advanced RISC Machines (dus de ARM).
Dat is niet erg handig als je niet weet wat het betekent. Laten we het dus hebben over wat dat betekent.
ARM, Ltd. is een bedrijf in Engeland dat een processorarchitectuur ontwikkelt en ontwerpt. De ARM-afkorting voor het processorontwerp staat voor Acorn RISC Machine en de ARM-afkorting voor het bedrijf dat de licentie ontwerpt en verkoopt om die architectuur te gebruiken, staat voor Advanced RISC Machines. Ga niet op in welke ARM welk ding betekent, want tegenwoordig zijn beide uitwisselbaar. ARM het bedrijf ontwerpt een methode om ARM-processors te bouwen en bedrijven als Qualcomm, Apple en Samsung geven allemaal een licentie om hun eigen aangepaste processors op te bouwen. Veel andere bedrijven geven ook een licentie voor het ARM-ontwerp. Bijna elk apparaat dat klein is en op batterijen werkt en dat hersens nodig heeft, gebruikt een ARM-processor.
ARM CPU's zijn ontworpen om veel eenvoudige taken tegelijk uit te voeren zonder veel kracht te gebruiken.
RISC staat voor gereduceerde instructieset computing. De Intel- of AMD-processor die u in uw laptop of desktopcomputer aantreft, is waarschijnlijk een CISC-processor (complexe instructieset computing). De twee verschillende types zijn ontworpen voor verschillende behoeften. Een RISC-processor is ontworpen om een kleinere hoeveelheid instructies uit te voeren (instructies definiëren welke orders door een programma naar een processor kunnen worden verzonden) dan een CISC-processor. Omdat ze minder dingen kunnen doen, kunnen ze een hogere frequentie hebben - de Gigahertz-nummers die u besproken hoort - en meer MIPS (miljoenen instructies per seconde) uitvoeren dan een CISC-processor.
Wanneer u het aantal instructies vermindert dat de processor kan berekenen, kunt u een eenvoudiger circuit in de chip maken. Een RISC-processor gebruikt minder transistoren die op hun beurt minder stroom verbruiken. Omdat de circuits eenvoudig zijn (ze worden in technische taal geoptimaliseerde paden genoemd), kan een kleinere matrijs worden gebruikt om de processor te bouwen. Matrijsgrootte is de meting van één chip op de siliciumwafer waarop een processor is gebouwd. Wanneer de matrijs kleiner is, kunnen meer componenten met minder bedrading op het processoroppervlak worden geplaatst. Dit maakt ARM-processors klein en veel minder energiezuinig.
Kleine, snelle en eenvoudige processors zijn perfect voor zaken als telefoons. Een telefoon vraagt de CPU niet om dingen zoals 3D-botsingsgegevens te verwerken (tenzij het een Tango-telefoon is) of probeert honderden threads op het beperkte aantal cores te draaien. Mobiele software, zowel het besturingssysteem als de applicaties die erop draaien, zijn gecodeerd en geoptimaliseerd voor de beperkte instructieset die de ARM-processor gebruikt. Maar dat betekent niet dat ARM-CPU's op zichzelf niet krachtig zijn.
De huidige ARM-specificatie zorgt voor 32-bit en 64-bit ontwerp, hardwarevirtualisatie, geavanceerd energiebeheer dat kan communiceren met gebruikerssoftware en een load / store-architectuur die grotendeels uit één cyclus bestaat en orthogonaal is. Als je nieuwsgierig bent naar wat deze dingen zijn, kun je voor meer informatie onderzoek doen naar computerinstructieset-architecturen.
Het enige dat u erover moet weten, is dat het betekent dat ARM-processors ook erg goed zijn in dingen die geen telefoons of mediaspelers zijn. Dingen zoals supercomputers.
ARM's uitstekende Architecture Fundamentals video-afspeellijst
ARM heeft een geweldige prestatie-per-watt-verhouding. Correct gecodeerde software kan meer per watt elektriciteit op een ARM-chip doen dan op een x86 (een CISC-processor populair gemaakt door Intel) CPU. Dit maakt het schalen voor zaken als servers en supercomputers eenvoudiger bij het gebruik van ARM-processors.
Je kunt de benodigde hoeveelheid rekenkracht halen uit 24 x86 CPU-kernen, of je kunt uit honderden kleine ARM-kernen met laag vermogen halen. De x86-cores zullen hun rekenkracht gebruiken om de berekeningen uit te voeren die nodig zijn op slechts enkele CPU-cores en threads, terwijl de ARM-cores de taken zullen spreiden over vele low-capacity en minder complexe cores. De ARM-kernen zijn veel hoger, maar hebben niet meer vermogen of meer ruimte nodig dan de 24 x86-kernen. Dit maakt schalen - het toevoegen van meer rekenkracht aan een processorontwerp - eenvoudiger met ARM. Voeg gewoon meer CPU-cores toe en zorg ervoor dat uw software is geschreven om goed te werken met de instructieset van ARM.
ARM-processors zijn zeer goed schaalbaar en werken op supercomputers en servers, evenals uw Android of iPad.
Uiteindelijk zal een enkel exemplaar van een ARM-processor nooit zo krachtig zijn als zoiets als een Intel Core i7 die je in een gaming-pc zou vinden. Het is niet erg goed in het uitvoeren van de software die is geschreven voor de x86 Intel-processor en er zijn veel coderingswijzigingen nodig, of een virtuele machine, om dezelfde dingen te doen. Maar die Intel Core i7 gebruikt ongeveer 12 keer de kracht, heeft een actief koelsysteem nodig en past nooit in een telefoonbehuizing. De minder complexe ARM-processor doet het goed wanneer software is geschreven om deze direct te ondersteunen, en vanwege zijn low-power en kleine ontwerpfuncties, is het eenvoudig om een paar hoge kloksnelheidkernen aan een CPU toe te voegen om de geavanceerde software te draaien die we allemaal willen te gebruiken op onze telefoons.
En als u ergens een datacenter in de bergen hebt, kunt u blijven schalen en meer cores toevoegen totdat u computers maakt die zaken als NVIDIA's slimme auto's of de leermachines van Google aankunnen.
