Что такое процессор ARM? Все, что Вам нужно знать

При обсуждении смартфонов, планшетов и даже некоторых ноутбуков вы, возможно, слышали, как люди упоминали процессоры ARM. Эта технология способствовала быстрому росту портативных компьютеров в начале 2010-х годов и все еще оказывает значительное влияние на наши устройства.

По мере того, как мы становимся более знакомыми с продуктами на основе ARM, процессор имеет тенденцию к менее заметному выставлению счетов сейчас, когда это общепринятый стандарт. Тем не менее, это не значит, что это не заслуживает внимания.

Проблемы мобильных вычислений

Все компьютеры, планшеты, ноутбуки и смартфоны используют процессор. Общим термином для процессора вашего устройства является процессор или центральный процессор. Вот где большая часть реальной вычислительной работы выполняется. Тем не менее, это не один процессор, а многие из них на одном компоненте.

Процессор получает инструкции, выполняет их и выдает результат. По мере развития технологий производители стали переходить на многоядерные процессоры.

Если ЦП представляет собой набор процессоров на одном кристалле, многоядерные процессоры объединяют несколько процессоров на одном кристалле. Это одна из основных причин, по которой компьютеры стали более мощными, чем в прошлом. Для более подробной информации, посмотрите наше руководство о том, как работает процессор
          
            
            
          ,

Как правило, настольные и портативные компьютеры используют процессоры Intel или AMD. Эти процессоры предназначены для обеспечения оптимальной производительности настольного компьютера, где энергопотребление является надежным, батареи большие, и часто имеется выделенный графический процессор и система охлаждения. Как таковые, они могут обрабатывать сложные вычисления с множеством процессоров, одновременно обрабатывающих вводимые данные.

Тем не менее, мобильные проекты требуют других соображений. Чтобы оставаться портативным, батареи должны быть меньше, нет места для вентилятора или системы охлаждения, и устройство должно работать без задержек или технических проблем. На протяжении 2000-х годов это была общая проблема при создании портативных компьютеров.

Сложные конструкции процессоров для настольных ПК плохо переносятся на мобильные устройства, поскольку требования к оборудованию сильно различаются. В результате смартфоны, какими мы их знаем сегодня, не были жизнеспособной концепцией при использовании традиционной вычислительной архитектуры.

Что такое процессор ARM?

Чтобы преодолеть эти трудности, производители решили заменить архитектуру ЦП для настольных ПК на более подходящую для мобильных компьютеров. Процессоры ARM являются идеальным выбором, поскольку они используют упрощенный, менее энергоемкий метод обработки. Это представлено в имени ARM, которое обозначает Advanced RISC Machine.

Расширение инициализма раскрывает другой, RISC, или вычисление с сокращенным набором команд. Смущает, что RISC не является самой технологией. Это идеология дизайна. Процессоры ARM спроектированы так, чтобы быть максимально эффективными, принимая только инструкции, которые могут быть выполнены за один цикл памяти. Общий процесс для процессоров – это выборка, декодирование и выполнение инструкций.

Устройства RISC используют 32-разрядную архитектуру, стандарт, в значительной степени поэтапный отказ от настольных компьютеров. Это ограничивает объем информации, которая может быть обработана в функции fetch-decode-execute.

Например, компьютеры Windows теперь обычно используют 64-битную архитектуру. Это делает операционную систему более доступной для обработки, что повышает удобство работы. Если вам интересно, как это влияет на ваш компьютер, взгляните на различия между 32-битной и 64-битной Windows
          
            
            
          ,

Как работают процессоры ARM?

Может показаться, что процессоры RISC и, следовательно, блоки ARM станут шагом назад. RISC, например, изначально разрабатывался в 1980-х годах, но не смог оказать влияние на рынок. Однако компания ARM Holdings, разработавшая процессоры ARM, разработала формат сжатых инструкций.

Несмотря на обработку только одного набора команд в одном цикле памяти, инструкции могут быть длиннее и сложнее, чем традиционные устройства RISC. Хотя они по-прежнему ограничены по сравнению с настольными аналогами, мы не ожидаем, что наши смартфоны или планшеты достигнут такого же уровня производительности.

В первоначальных проектах RISC использовалась 32-битная архитектура, но с 2011 года ARM Holdings включила 64-битную поддержку в свои проекты. Это было бы недостижимо только с помощью RISC и возможно только из-за архитектуры набора команд компании. Технический дизайн процессоров ARM также упрощает производство и физический дизайн.

Уменьшенная сложность блоков RISC означает, что им требуется меньше транзисторов на кристалле. Как правило, большее количество транзисторов означает повышенные требования к питанию и более высокую производительность, а следовательно, и розничную стоимость. По этой причине процессоры ARM обычно дешевле, чем традиционные настольные процессоры.

Использует для процессоров ARM

Поскольку процессоры ARM сочетают в себе высокопроизводительные RISC-конструкции, снижают производственные затраты и сниженное энергопотребление, они идеально подходят для портативных устройств, таких как смартфоны, планшеты и даже некоторые ноутбуки. Тем не менее, обсуждение ARM процессоров как коллектива может быть сложной задачей.

ARM Holdings сама не производит никаких процессоров. Вместо этого компания составляет технологию, разрабатывает стандарт инструкций, а затем предоставляет лицензии на эти разработки другим производителям. Вот почему существует так много вариантов процессоров ARM и почему каждый из них работает по-разному.

Производители оборудования платят ARM Holdings за основную технологию, но затем адаптируют ее к своим потребностям, требованиям к программному обеспечению и конструкции оборудования. В результате многие продукты содержат процессоры ARM. Однако их трудно сравнивать друг с другом, как с процессорами Intel.

Ситуация осложняется тем, что программное обеспечение должно быть разработано специально для аппаратного обеспечения ARM и поэтому не совместимо или не совместимо с другими архитектурами. Операционные различия между процессорами ARM и настольными компьютерами являются одним из основных факторов, делающих ваш телефон медленнее, чем ваш рабочий стол.
          
            
            
          ,

Тем не менее, поскольку они эффективны и дешевы, вы можете найти процессоры ARM на некоторых ноутбуках. Примечательно, что многие Chromebook используют процессоры ARM. Поскольку Chromebook использует Chrome OS, низкоресурсную операционную систему на основе веб-браузера Chrome, продукты ARM – идеальный выбор.

Будущее компьютеров

Благодаря процессу ARM Holdings наши телефоны легкие, портативные, высокопроизводительные и достаточно доступные по цене. Без нововведений в реализации RISC не ясно, что мобильные вычисления были бы осуществимы, как мы это понимаем сегодня.

Несмотря на то, что процессоры ARM получили свое название на смартфонах и планшетах, они также доступны в недорогих ноутбуках, таких как Chromebook. Если вы не знакомы с операционной системой Google для настольных компьютеров, ознакомьтесь с руководством для начинающих пользователей Chromebook
          
            
            
          ,