Все о процессорах snapdragon, mediatek и apple bionic ваших смартфонов

Главное — внутреннее устройство процессора

Современные процессоры состоят из множества отдельных модулей, каждый из которых делает что-то своё, например:

• обрабатывает изображения,
• отвечает за работу нейросетей,
• регулирует энергопотребление,
• выполняет базовые команды,
• организует работу с памятью,
• следит за безопасностью,
• отвечает за подключение и работу внешних устройств.

От того, как производитель реализует компоновку и соединение модулей, зависит быстродействие процессора и его применимость в разных областях. А из-за того, что ARM-архитектура основана на простых командах, в ней проще соединять такие модули между собой. Получается, что сила ARM — в простоте и гибкости.

Текст:

Михаил Полянин

Редактура:

Максим Ильяхов

Художник:

Даня Берковский

Корректор:

Ирина Михеева

Вёрстка:

Мария Дронова

Соцсети:

Олег Вешкурцев

Архитектура процессоров: CISC, RISC, и в чем разница

Ключевое отличие между x86 и ARM кроется в разной архитектуре набора инструкций. По-английски — ISA, Instruction Set Architecture. В основе x86 изначально лежала технология CISC. Это расшифровывается как Complex Instruction Set Command — вычислительная машина со сложным набором инструкций. «Сложность» здесь в том, что в одну инструкцию для процессора может быть заложено сразу несколько действий.

Полвека назад, когда первые процессоры только появились, программисты писали код вручную (сейчас для этого есть компиляторы). Одну сложную команду на старом низкоуровневом языке программирования Assembler написать было гораздо проще, чем множество простых, досконально разъясняющих весь процесс. А еще сложная команда занимала меньше места, потому что код для нее был короче, чем несколько отдельных простых команд

Это было важно, потому что объем памяти в те времена был крайне ограничен, стоила она дорого и работала медленно. Заказчики от этого тоже выигрывали — под любой их запрос можно было придумать специальную команду

Но вот архитектура самого процессора страдала. По мере развития микроэлектроники в чипах с CISC копились команды, которые использовались редко, но все еще были нужны для совместимости со старыми программами. При этом под них резервировалось пространство на кристалле (место, где расположены физические блоки процессора). Это привело к появлению альтернативной технологии RISC, что расшифровывается как Reduced Instruction Set Command — вычислительная машина с сокращенным набором инструкций. Именно она легла в основу процессоров ARM и дала им название: Advanced RISC Machines.

Здесь ставку сделали на простые и наиболее востребованные команды. Да, код поначалу писать было сложнее, поскольку он занимал больше места, но с появлением компиляторов это перестало быть значимым недостатком. Результат — экономия места на кристалле и, как следствие, сокращение нагрева и потребления энергии. Плюс множество других преимуществ.

Придут ли процессоры ARM на смену x86?

Точного ответа на этот вопрос пока не знает никто. Но уже сейчас очевидно, что в ближайшие годы основная борьба x86 в лице Intel и ARM в лице Apple развернется на рынке компактных ноутбуков. Они, в отличие от неттопов (Mac Mini) и моноблоков (iMac), значительно более востребованы. Также очевидно и то, что пользователи от такого противостояния только выиграют.

Конечно, техника (особенно у Apple) от этого не подешевеет, но зато мы прямо сейчас получили ультрапортативные лэптопы без активного охлаждения с долгожданным ощутимым приростом мощности и времени работы от батареи. Здорово и то, что разработчики Intel наконец-то взбодрятся. Из-за отсутствия конкуренции они слишком долго почивали на лаврах: самое время доставать из рукавов все припрятанные козыри. Собственно, именно так технологии и развиваются. Новый виток эволюции процессоров происходит прямо у нас на глазах, и ситуация выглядит так, что все вполне может обернуться революцией, которая полностью изменит как рынок процессоров, так и рынок компьютеров.

Что такое hardware

Многим известно, что любой персональный компьютер состоит из 2-х основныхсоставляющих:

1. всем известного «железа» – аппаратной части;
2. программного обеспечения.

Это если простым языком, а если задаться «научными» терминами, то любойперсональный компьютер состоит из:

1. hardware — это и есть все «железные» части ПК;
2. software — это все программное обеспечение компьютера: программы,операционная система, драйвера, и др.

Некоторые пользователи, которые знают что такое hardware, ошибочно полагают, чтоэто только «внутреннее железо», которое содержится под корпусом системногоблока или корпуса ноутбука:

• материнская плата,
• процессор,
• жесткий диск,
• оперативная память,
• звуковая карта,
• видеокарта,
• дисковод,
• и пр.

Но это не совсем так. Этот термин намного «шире».Hardware — это все что входит в систему взаимосвязанных технических устройств,цель которой обеспечить правильный ввод, обработку, хранение и выводинформации.

Поэтому это понятие охватывает помимо «внутреннего железа» еще и:

• монитор,
• мышку,
• джойстик,
• принтер,
• сканер,
• USB устройства,
• «флешки»,
• сетевое оборудование,
• контроллеры и датчики,
• и др.

Если прям очень простыми словами, то все что можно подключить к компьютеру ипри этом потрогать руками — это и есть hardware.

Особенности архитектуры процессоров ARM

Во-первых, Apple сможет выжимать из процессоров максимум – в системах-на-чипе для мобильных устройств это позволяло теоретически более слабым конструкциям рвать конкурентов в клочья. Во-вторых, системы-на-чипе от Apple невероятно экономичны. А по данным из перехваченной Мин Чи-ко переписки, собственные системы-на-чипе от Apple обойдутся ей примерно в два раза дешевле, чем чужие процессоры вместе с их чипсетами (на 40-60%, по информации имеющейся у Мин Чи-ко).

Видимо, это и стало основанием для предсказания об увеличении продаж Mac’ов после перехода примерно в полтора раза. И, если бы не некоторые обстоятельства, в это можно было бы поверить. По состоянию на утро 30 марта 2020 года, коронавирус в мире заразил более 700 тысяч – при этом из-за пандемии работу потеряли, по некоторым данным, 3,3 миллиона. Даже если эта оценка преувеличена, сокращения персонала идут повсюду. Будет ли спрос? И еще одна причина сомневаться в этом прогнозе: система-на-чипе обойдется в два раза дешевле, конструкция Mac’ов станет проще – но значит ли это, что цена Mac’ов уменьшится на 40-60%?

Использование своих процессоров пойдет Apple на руку

Насчет роста производительности, тем не менее, все даже интереснее, чем можно было предположить. Жан-Поль Гассé, без подробностей, упоминал о беспредельной мощи чипов, которые разрабатывают в Apple. Его заявлению можно и не поверить. Но есть и более реальные свидетельства мощи архитектуры ARM.

Помните ли вы про бывшего главу разработчиков систем-на-чипе для мобильных устройств (с Apple A7 до Apple A12X)? Его компания, на треть состоящая из бывших сотрудников Apple, занимается особо мощными чипами с архитектурой ARM для серверов. Этим направлением они заинтересовались, еще работая в Apple, и скорее всего, для этого были реальные причины. Именно поэтому Apple не оставляет эту компанию в покое.

Но и это, по большому счету, домыслы. Талантливые и амбициозные люди вполне могли что-то такое придумать, чем не захотели делиться со своим работодателем. Есть ли достоверная информация о способностях ARM-архитектуры? Есть.

Центральный блок – это то же самое, что и суперкомпьютер?

Точно нет. Хотя нелегко объяснить, в чем заключаются различия, в конце концов, обе концепции относятся к большим компьютерам и устройствам с большей мощностью.

Однако разница очевидна, по крайней мере, теоретически. Это факт наличия мэйнфрейм как решающий элемент проблем, которые ограничиваются периферией и надежностью элементов и суперкомпьютер как решение проблем, возникающих при их ограничении скоростью вычислений .

Таким образом, мы находим следующее:

Суперкомпьютер

• Работает даже с тысячи процессоров, Конечно, речь идет об абсолютно массовых вакансиях.
• Его программирование действительно сложно .
• Оптимизирован для работы чрезвычайно сложные расчеты Это будет происходить в памяти оборудования.
• Его основное использование дает в армии и в научных сферах .

Центральный блок

• Количество процессоров уменьшено , найти мэйнфреймы, у которых даже есть только один (очень мощный, да).
• Не существует параллелизма программирования а это намного проще.
• Оптимизирован для выполнения «простых» вычислений. которые требуют использования внешних данных с доступом в базе данных .
• Ваши приложения административный и деловой .

Аппаратное и программное обеспечение Чем они отличаются?

Аппаратное обеспечение представляет собой концепцию, противоречащую Программному обеспечению, нематериальной части компьютерной системы, то есть всему, что мы не можем коснуться своими руками, таким как операционная система, программы и все файлы, хранящиеся пользователем, такие как фотографии, видео, музыка, документы… Программное обеспечение так же важно, как и оборудование, поскольку без него компьютерная система была бы бесполезным устройством, которое было бы бесполезным. Программное и аппаратное обеспечение работают в гармонии, чтобы обеспечить правильную работу всей компьютерной системы, это неразрывное соединение

Windows 8 против Windows RT

Большинство устройств Windows, которые вы встретите в дикой природе, работают под управлением полной версии Windows 8 на процессоре Intel. Однако некоторые устройства, включая Microsoft Surface 2, Surface RT и планшет Nokia Lumia 2520, имеют внутри процессор ARM. Эти устройства ARM работают под управлением Microsoft Windows RT.

СВЯЗАННЫЕ С:

Что такое Windows RT и чем она отличается от Windows 8?

Windows RT очень ограничена

и вообще не может запускать настольные программы сторонних разработчиков. Microsoft решила заблокировать его таким образом — они могли позволить разработчикам изменять и перекомпилировать свои приложения для Windows на ARM. Если бы они это сделали, вы могли бы устанавливать только настольные приложения Windows, специально скомпилированные для ARM. Все настольные приложения Windows не будут работать в Windows RT.

Microsoft начала бы с нуля, создав новую экосистему программного обеспечения Windows на ARM. Они также знали, что многие люди были бы сбиты с толку, пытаясь установить Windows на программном обеспечении Intel на свои Windows на системах ARM. В конце концов, они решили оторваться от прошлого и полностью заблокировать рабочий стол. Они, вероятно, хотели бы полностью удалить рабочий стол из Windows RT, но они еще не выпустили версию Office, работающую с новым интерфейсом, ранее известным как Metro.

Вы можете устанавливать новые приложения в стиле Windows 8 только из Магазина Windows на устройство Windows RT. Большинство приложений Магазина Windows будут работать, потому что они предназначены для кроссплатформенности, но отдельные приложения могут работать только на процессорах Intel.

Коротко

: Windows RT на ARM ограничена, и вы вообще не можете установить на нее настольное программное обеспечение.

Процессоры X86 и архитектура CISC

Процессоры x86 разработаны на основе архитектуры CISC (Complex Instruction Set Computers). Эта система используется для более сложных структур, то есть они требуют больше работы в своих функциях и имеют больше элементов в своем составе, что делает их идеальными для компьютеров.

Примером сложности архитектуры CSIC может служить аппаратная часть чипа Core 17. Его состав является достаточно полным из-за большого количества деталей и элементов, что, следовательно, приводит к большему количеству функций для машины.

Этот тип процессора позволяет одновременно выполнять несколько действий из одной инструкции. Процессоры CISC могут одновременно выполнять множество задач без ущерба для любого из них, поскольку эти чипы уже запрограммированы для этого.

Обзор архитектуры ARM

Первоначально аббревиатура ARM означала Acorn RISC Machine, но позже она была изменена на Advanced RISC Machine. Пожалуй, сейчас это наиболее часто используемая процессорная архитектура в мире.

Впервые данная архитектура была разработана производителем компьютеров Acorn Computers в конце 1980-х годов для своих персональных компьютеров. Это тип RISC-архитектуры. Существует 3 различных типа архитектуры Arm для разных приложений. Это архитектуры A, R и M.

A-профиль (приложения): оптимизирован для работы со сложными операционными системами, такими как Windows и Linux. Он обеспечивает высочайшую производительность.

R-профиль (в реальном времени): оптимизирован для систем с ограничениями реального времени, таких как встроенные системы управления.

M-профиль (микроконтроллер): оптимизирован для устройств с низким энергопотреблением и используется многими устройствами Интернета вещей.

Особенности архитектуры ARM

• Это архитектура загрузки-сохранения с 32-битным диапазоном адресации.
• В отличие от RISC-V, это не ISA с открытым исходным кодом, а проприетарная ISA.
• Она использует двусторонний порядок байтов для системы памяти. Это означает, что процессор/машина ARM может вычислять/передавать данные в обоих форматах с порядком байтов на аппаратном уровне.
• Она использует набор инструкций Thumb для уменьшения размера программного кода. Thumb также известен как набор инструкций T32, он используется в процессорах до Armv8.
• Это смесь набора команд длиной 32 и 16 бит, которая имеет оптимальную плотность кода для систем с ограниченным размером памяти и стоимостью, таких как встроенные приложения. Он обеспечивает высокую производительность 32-битного набора команд и почти обеспечивает плотность кода 16-битного набора команд.

Что такое архитектура?

Процессоры являются ключевым компонентом любого вычислительного устройства, будь то смартфон или компьютер. От их производительности зависит скорость работы устройства и продолжительность его автономной работы. Проще говоря, архитектура процессора — это набор команд, которые могут быть использованы для написания программы, которая реализуется на аппаратном уровне с помощью определенной комбинации транзисторов в процессоре. Они позволяют программе взаимодействовать с оборудованием и определяют, как данные отправляются и принимаются из памяти.

В настоящее время существует два типа архитектуры: сложные вычисления с набором инструкций (CISC) и вычисления с сокращенным набором инструкций (RISC). Первый предполагает, что процессор содержит команды для каждого случая, а второй, RISC, ставит перед разработчиками задачу создать процессор с набором команд, которые редко нужны для работы. Команды RISC меньше и проще.

Ключ к ARM — RISC

ARM — это сокращение, обозначающее Advanced RISC Machine. В названии есть еще одна аббревиатура (да, вложенная аббревиатура!), Которая обозначает «Сокращение набора команд».

RISC в своей самой широкой форме — философия дизайна для процессоров. Это вытекает из убеждения, что процессор с относительно простым набором команд будет более эффективным, чем более сложный. Термин первоначально вошел в употребление еще в 1980-х годах в исследовательском проекте под названием Berkeley RISC, который исследовал возможности этого подхода к проектированию, а затем создал процессоры на его основе.

Все процессоры ARM считаются проектами RISC, но это мало что значит, поскольку сам RISC — это просто подход к проектированию, а не технологический стандарт или архитектура процессора. Тем не менее, базовое понимание RISC правильно формирует ARM.

Кто и для чего использует C#

C# — пятый по популярности язык программирования в мире. Его используют банки, диджитал-агентства, провайдеры связи и крупные IT-компании. Вот что пишут на C# российские и зарубежные корпорации:

• Microsoft — приложения для Windows и Xbox.
• Tesla — корпоративные веб-сервисы и программы.
• Stack Overflow — серверную логику сайтов.
• Сбербанк — 3D-графику и программы виртуальной реальности.
• Ozon — складские и логистические системы.
• «Яндекс» — приложения для автоматизации продаж.

Рассмотрим сферы применения «шарпов».

Игры и виртуальная реальность на Unity

Если вы увлекаетесь геймдевом или просто играете в игры, то наверняка слышали про Unity. Это такая среда, где можно быстро собрать игру из готовых объектов, а потом запустить почти на любом железе. Процесс разработки выглядит так: вы продумываете содержание игры и её сюжет, а Unity берёт на себя графику, физику, звук и другие технические штуки.

Геймплей игры Escape from Tarkov, написанной на UnityСкриншот: Escape from Tarkov / Battlestate Games

В теории на Unity можно делать не только игры, но и любые проекты, где нужна 3D-графика, — метавселенные, программы для VR-устройств, дизайн интерьеров и так далее. А пишут под Unity в основном на языке C# — отличный повод выучить именно его, если видите себя в геймдеве или виртуальной реальности.

Программы для Windows

Поскольку C# — это язык от Microsoft, на нём удобно писать настольные приложения для Windows. Для этого разработчики придумали специальную платформу — называется .NET Framework. Она умеет переводить код из понятного человеку в понятный процессору — то есть компилировать.

Преимущество платформы в том, что она может исполнить любую C#-команду на любом процессоре — а на Windows работает не меньше тысячи разных моделей. Если бы не .NET, пришлось бы компилировать код под каждое железо отдельно. А ещё .NET поддерживает много плагинов, библиотек и шаблонов для наглядной разработки интерфейсов — это фактически целый мир и экосистема для программиста на Windows.

Создание Windows-приложения с помощью библиотеки WPF.NETКадр: Payload / YouTube

Кросс-платформенные приложения

С помощью фреймворка Mono один и тот же С#-код можно запускать в разных десктопных системах — например, в Linux или macOS. А если код надо запустить на мобильных платформах, используют версию Mono для смартфонов — Xamarin.

Допустим, мы пишем приложение для смартфона — мобильные карты. Они должны одинаково работать и на айфоне, и на Android-устройстве, но выглядеть нативно — то есть по дизайн-коду своих платформ. Вот как эту идею можно воплотить на Xamarin:

• Проектируем дизайн приложения в визуальном редакторе.
• Привязываем к нему логику на C#.
• Всё это дело подхватывает Xamarin и переводит в родные для iOS и Android интерфейсы.
• На выходе получаем целых два приложения — для Android и iPhone. А программировали мы всего один раз — удобно вышло.

Мобильное приложение «Карты», созданное с помощью Xamarin.FormsИзображение: Microsoft

Серверная логика веб-сайтов

В чистом виде сервер — это просто машина, и, чтобы она заработала, нужен специальный софт. Нередко его пишут на языках PHP и Java, но если вам нужен софт для сервера на Windows, эксперты рекомендуют именно C#. Он хорошо работает с фреймворками от Microsoft и быстро запускается на Windows-машинах.

Нейросети

В любое приложение на C# можно встраивать алгоритмы машинного обучения — например, компьютерное зрение, распознавание лиц или музыкальные рекомендации в плеере. Фишка в том, что для этого не надо глубоко разбираться в математике или Data Science. Достаточно подключить специальную библиотеку от Microsoft — ML.NET, — и она возьмёт все внутренности на себя.

А ещё с ML.NET работает кросс-платформенность — то есть алгоритмы в теории можно запускать вообще где угодно. Например, на банкомате, если надо сделать авторизацию по лицу.

ARM собирается заменить x86?

Честный ответ: вероятно. Intel уже много лет ощущает конец действия закона Мура, и хотя AMD в последние годы удалось добиться скачка производительности, они не за горами.

Это не означает, что x86 скоро вымрет, но ясно, что ARM имеет больший потенциал, чем просто мобильная архитектура — клеймо, которое больше не действует, учитывая текущее направление развития отрасли. Преимущества RISC-архитектур очевидны, и, учитывая то, насколько чип Apple M1 уже улучшен, будущее отрасли выглядит многообещающим.

Кроме того, ARM — не единственная архитектура RISC. Он по-прежнему является собственностью, хотя ARM предоставляет лицензии на свои разработки сторонним разработчикам, таким как Qualcomm, Samsung и Apple. RISC-V имеет открытый исходный код и так же многообещающ. Это стандартизированная архитектура набора инструкций, оставляющая точную реализацию на усмотрение производителя. Если отрасль действительно перейдет к RISC в целом, будут доступны реализации с открытым и закрытым исходным кодом.

В чем разница

Приоритет процессоров x86 — максимальная производительность, а у ARM — высокая энергоэффективность. Совместить оба этих свойства в одном виде процессоров пока не получается. Поэтому первые чаще всего используют в настольных ПК, а вторые — в мобильных устройствах. На этот счет есть разные мнения, но в целом, эксперты сходятся во мнении, что разница в энергоэффективности все-таки есть.

Также важно помнить, что эти два типа процессоров сильно отличаются, поэтому одно и то же ПО не сможет работать с обоими одновременно. Каждая программа должна быть разработана под конкретный тип процессора

А теперь рассмотрим каждый тип подробнее.

Какими бывают процессоры: x86 и ARM

В мобильных устройствах (планшеты, смартфоны) и классических компьютерах (ноутбуки, настольные ПК, серверы) используются разные процессоры. Они по-разному взаимодействуют с операционными системами и программами — взаимной совместимости нет. Именно поэтому вы не сможете запустить привычные Word или Photoshop на своем iPhone или Android-смартфоне. Вам придется скачивать из AppStore или Google Play специальную версию софта для мобильных устройств. И она будет сильно отличаться от версии для настольного ПК: как визуально, так и по функциональности, не говоря уже о программном коде, который пользователь обычно не видит.

Процессоры для классических компьютеров строятся на архитектуре x86. Своим названием она обязана ранним чипам компании Intel c модельными индексами 8086, 80186 и так далее. Первым таким решением с полноценной реализацией x86 стал Intel 80386, выпущенный в 1985 году. Сегодня подавляющее большинство процессоров в мире с архитектурой x86 делают Intel и AMD. При этом у AMD, в отличие от Intel, нет собственного производства: с 2018 года им по заказу компании занимается тайваньская корпорация TSMC.

Процессор Intel 8086, 1978 год

(Фото: wikipedia.org)

Когда Acer, Asus, Dell, HP, Lenovo и любые другие производители классических компьютеров используют процессоры Intel или AMD, то им приходится работать с тем, что есть. Они вынуждены закупать готовые решения без возможности гибко доработать чипы под свой конкретный продукт. А свои собственные процессоры на архитектуре x86 никто из производителей ПК делать не может. Дело не только в том, что это крайне сложно и дорого, но и в том, что лицензия на архитектуру принадлежит Intel, и компания не планирует ее ни с кем делить. AMD же воевала в американских судах за право создавать чипы на архитектуре x86 со своим главным конкурентом более десяти лет в 1980-х и 1990-х годах.

Процессоры для мобильных устройств строятся на базе архитектуры ARM. И это не какая-то быстро и внезапно взлетевшая вверх молодая компания. Корни истории современной британской ARM Limited уходят далеко в 1980-е. Только в отличие от своих доминирующих на рынке «больших» ПК-конкурентов ARM Limited процессоры не делает. Бизнес компании построен на том, что она продает лицензии на производство чипов по своей технологии всем желающим. Причем возможности для доработки у лицензиатов максимально широкие — отсюда популярность и многообразие решений. Именно на основе архитектуры ARM Huawei делает свои мобильные чипы Kirin, у Samsung это Exynos, у Apple — серия Ax. В этот же список входят Qualcomm, MediaTek, NVIDIA и другие компании. А еще свои процессоры на ARM делает Fujitsu. Японцы назвали их A64X, и именно они в количестве 158 976 штук используются в самом мощном на момент выхода этой статьи суперкомпьютере в мире — Fujitsu Fugaku.

Суперкомпьютер Fujitsu Fugaku

(Фото: Riken)

Из открытого подхода ARM вытекает и главный недостаток: архитектура очень фрагментирована. Для x86 достаточно написать программу один раз, и она будет одинаково стабильно работать на всех устройствах. Для ARM приходится адаптировать софт под процессоры каждого производителя, что замедляет и удорожает разработку. Ну, а главный недостаток x86 вытекает из отсутствия конкуренции. В последние годы Intel, например, много упрекали за медленный или порой вовсе едва ощутимый прирост производительности от поколения к поколению. Также есть проблемы с высокими уровнями нагрева и энергопотребления.

Программные особенности

Три вида операционных систем нацелено на процессоры ARM:

Android
от поискового гиганта Google.

iOS
от APPLE.

Windows Mobile
от «Майкрософт».

Все остальное системное программное обеспечение пока не получило большого распространения. Наибольшую долю на рынке такого софта, как не сложно догадаться, занимает именно Android.
Эта система имеет простой и понятный интерфейс и устройства на ее основе начального уровня являются очень и очень доступными. До версии 4.4 включительно она была 32-битной, а с 5.0 стала поддерживать 64-разрядные вычисления. Эта ОС успешно функционирует на любом семействе ЦПУ архитектуры RISC
, в том числе и ARM Cortex A7. Инженерное меню — это еще одна важная особенность данного системного софта. С ее помощью можно существенно перенастроить возможности ОС. Доступ же к этому меню можно получить с помощью кода, который для каждой модели ЦПУ индивидуален.

Еще она важная особенность этой ОС — установка всех возможных обновлений автоматически. Поэтому даже новые возможности могут появиться на чипах семейства ARM Cortex A7. Прошивка их может добавить. Вторая система нацелена на мобильные гаджеты компании APPLE.
Такие устройства в основном занимают премиум — сегмент и имеют соответствующие уровни быстродействия и стоимость. Последняя ОС в лице Windows Mobile
пока не получила большого распространения. Устройства на ее основе есть в любом сегменте мобильны гаджетов, но вот малое количество прикладного софта в данном случае является сдерживающим фактором для ее распространения.

Архитектура ARM

Эта архитектура была представлена чуть позже за x86 — в 1985 году. Она была разработана известной в Британии компанией Acorn, тогда эта архитектура называлась Arcon Risk Machine и принадлежала к типу RISC, но затем была выпущена ее улучшенная версия Advanted RISC Machine, которая сейчас и известна как ARM.

При разработке этой архитектуры инженеры ставили перед собой цель устранить все недостатки x86 и создать совершенно новую и максимально эффективную архитектуру. ARM чипы получили минимальное энергопотребление и низкую цену, но имели низкую производительность работы по сравнению с x86, поэтому изначально они не завоевали большой популярности на персональных компьютерах.

В отличие от x86, разработчики изначально пытались получить минимальные затраты на ресурсы, они имеют меньше инструкций процессора, меньше транзисторов, но и соответственно меньше всяких дополнительных возможностей. Но за последние годы производительность процессоров ARM улучшалась. Учитывая это, и низкое энергопотребление они начали очень широко применяться в мобильных устройствах, таких как планшеты и смартфоны.

Преимущества и недостатки

Давайте подытожим преимущества и недостатки архитектур ARM и x86, чтобы определить, кто может стать победителем в битве процессоров.

ARM

1. Низкое энергопотребление: ARM-процессоры идеально подходят для мобильных устройств и устройств IoT, так как потребляют меньше энергии.
2. Широкое распространение: ARM используется в миллиардах устройств по всему миру, что делает его одной из самых популярных архитектур.
3. Эффективность: ARM-процессоры хорошо справляются с повседневными задачами, такими как просмотр веб-страниц, общение в мессенджерах и прослушивание музыки.

x86

1. Высокая производительность: x86-процессоры обеспечивают высокую производительность и могут обрабатывать сложные вычисления.
2. Поддержка 64-битных вычислений: Расширение x86-64 позволяет эффективно использовать большие объемы памяти и обрабатывать 64-битные данные.
3. Широкий выбор программного обеспечения: x86 поддерживает большое количество операционных систем и программ, что делает его универсальным выбором для различных задач.

Недостатки ARM

1. Ограниченная производительность: ARM-процессоры могут не справляться с высоконагруженными вычислениями и задачами, требующими большой производительности.
2. Ограниченная совместимость: Некоторые программы и приложения, разработанные для x86, могут не работать на ARM-платформах без эмуляции.

Недостатки x86

1. Высокое энергопотребление: x86-процессоры обычно потребляют больше энергии, что может быть проблемой для мобильных устройств.
2. Больший размер и сложность: В сравнении с ARM, x86-процессоры могут быть более крупными и сложными, что может увеличивать стоимость устройств.

Заключение

Сравнив архитектуры ARM и x86, мы видим, что у каждой из них есть свои уникальные преимущества и недостатки. ARM идеально подходит для мобильных устройств и встроенных систем, благодаря низкому энергопотреблению и эффективности. С другой стороны, x86 выделяется высокой производительностью и универсальностью.

Выбор между этими двумя архитектурами зависит от конкретных потребностей и задач. В идеале, обе архитектуры будут продолжать развиваться, улучшая свои характеристики и расширяя свои области применения. Битва процессоров продолжается, и именно это соперничество способствует развитию технологий и улучшению продуктов для потребителей.