Такие читатели, как вы, помогают поддерживать MUO. Когда вы совершаете покупку по ссылкам на нашем сайте, мы можем получать партнерскую комиссию.
Процессор — это мозг любого компьютера, и он постоянно совершенствуется для повышения эффективности. Конструкция процессора определяет, сколько инструкций он может выполнять и насколько быстро и эффективно он может их выполнять. RISC, RISC-V и ARM — это термины, используемые при проектировании процессоров для обозначения типа процессора, использующего определенный тип архитектуры набора команд (ISA).
Хотя эти процессоры обычно не используются в обычных компьютерах, они используются в смартфонах, микроконтроллерах, одноплатных компьютерах и всех видах устройств IoT. Читайте дальше, чтобы узнать больше о них и их различиях.
Объяснение архитектуры набора инструкций и RISC
Может быть трудно понять разницу между RISC, RISC-V и ARM, если вы не знаете как процессоры работают и выполняют код. Итак, прежде чем мы начнем сравнивать термины, давайте сначала поговорим об архитектуре набора команд и о том, чем она отличается от того, что использует ваш обычный компьютерный процессор.
Будь то микропроцессор, микрокомпьютер или обычный настольный компьютер, все их процессоры используют архитектуру набора инструкций (ISA). ISA — это часть процессора, которая содержит все основные инструкции, которые может выполнять процессор. Эти инструкции являются строительными блоками компьютерной программы. Обычно они не более сложны, чем ваше основное сложение и вычитание.
В целом, на рынке циркулируют два типа ISA. Это архитектуры RISC и CISC. RISC означает компьютер с сокращенным набором инструкций, а CISC означает компьютер со сложным набором инструкций. Обе архитектуры преобладают сегодня, при этом x86 (процессоры Intel и AMD) является ведущим процессором, использующим CISC и ARM (процессоры Qualcomm и MediaTek) в качестве наиболее популярной архитектуры RISC.
По сути, RISC — это компьютерная архитектура, разработанная и оптимизированная для использования меньшего количества инструкций, чем ее аналоги CISC. Это меньшее количество инструкций и другие технологии оптимизации, используемые в архитектуре RISC, позволяют процессоры потребляют меньше энергии, что делает их идеальными для смартфонов, камер, умных часов и всех видов IoT устройства.
Что такое АРМ?
Мы установили, что процессоры ARM являются одними из лучших RISC-архитектур на рынке. Итак, что такое ARM и почему они самые популярные RISC-процессоры?
До RISC-V (о котором мы вскоре поговорим) процессоры на базе ARM были единственным вариантом для тех, кто хотел создать электронный продукт с использованием собственных специализированных процессоров.
Арм (со строчной «рм») ООО — компания, которая разрабатывает и лицензирует чипы для различных производителей оборудования, таких как Apple, MediaTek, Qualcomm и более мелких компаний, таких как PINE64. Они используют собственный ARM ISA с закрытым исходным кодом для разработки высокоэффективных микропроцессоров и систем на кристалле (SoC). Все конструкции, созданные Arm, известны как процессоры Advanced RISC Machine или просто процессоры ARM (все в верхнем регистре).
Помимо того, что Arm стала одной из первых компаний, занимающихся продажей и изготовлением микросхем по индивидуальному заказу, она сумела стать доминирующий разработчик микросхем RISC из-за его постоянных инноваций с ARM ISA и процессором ARM конструкции.
Подобно APU AMD, который объединяет ЦП и ГП в одном кристалле, процессоры ARM, как известно, объединяют ЦП, ГП, память, DSP и различные модемы в одном кристалле или чипе — это называется Система на кристалле (SoC). Эта тесная интеграция нескольких модулей позволила процессорам ARM быть быстрыми и эффективными.
Что такое RISC-V?
RISC-V — это открытый стандарт ISA, разработанный Калифорнийским университетом в Беркли. Эта ISA не представляет на рынке никаких новых технологий, однако многие предполагают, что за ней будущее процессоров на основе RISC. Так почему же?
RISC-V привлек внимание таких компаний, как Amazon, Google, Qualcomm, Intel, Rockchip, SiFive, Sony, ZTE и Western Digital. Это связано с тем, что RISC-V является ISA с открытым стандартом. RISC-V International (некоммерческая ассоциация RISC-V) позволяет любому использовать RISC-V ISA на своих процессорах без уплаты комиссии.
Отличительной особенностью RISC-V является его способность расширять набор инструкций в зависимости от процессов, которые потребуются вашему чипу для данного продукта. RISC-V запускается только с базовым набором инструкций из 47 инструкций. Эти инструкции включают в себя все основные функции, необходимые чипу для работы и выполнения основных задач.
Затем разработчики смогут свободно выбирать, какие инструкции добавить в базовый набор инструкций, чтобы дать чипу все необходимые ему функции без каких-либо дополнительных функций, которые он не будет использовать.
Хотя RISC-V все еще является относительно новой ISA, ее потенциал по созданию экономичных и высокоэффективных специализированных микросхем для различных приложений делает ее особенной ISA.
ARM или RISC V? Как лучше?
ARM и RISC-V — это ISA, которые следуют философии дизайна RISC, так какой из них лучше?
Для сравнения, вот сравнение производительности процессора SiFive P670 и процессора SiFive P670. Процессор Arm Cortex-A78:
Как вы можете видеть на иллюстрации, Cortex-A78 немного опережает P670 по пиковой однопоточной производительности. Хотя Cortex-A78 выигрывает в чистой производительности, P670 удваивает плотность вычислений по сравнению с Cortex-A78. Это означает, что процессор SiFive P670 обеспечивает сравнимую пиковую однопоточную производительность по сравнению с Cortex-A78, который вдвое превышает физический размер P670.
В этом сравнении процессор SiFive P670 выигрывает у Arm Cortex-A78, обеспечивая сравнимую однопоточную производительность при вдвое меньшем размере. Однако следует также отметить, что Cortex-A78 был выпущен в декабре 2020 года в составе Vivo X60 и X60 Pro, а P670 был анонсирован только 1 ноября 2022 года.
Это примерно двухлетняя разница с точки зрения исследований и разработок. Новейшие процессоры Arm теперь работают на ARMv9 ISA, что значительно улучшает ARMv8, который использует Cortex-A78. Для сравнения: новейшие процессоры ARMv9 обеспечивают примерно на 30 % более высокую производительность и на 50 % более энергоэффективны.
Так что с точки зрения сырой производительности процессоры ARM по-прежнему лидируют. Но с учетом того, что SiFive P670 обеспечивает вдвое большую плотность вычислений по сравнению с Cortex-A78, процессоры RISC-V, похоже, имеют более высокую производительность. преимущество перед процессорами ARM в отношении носимых технологий, которые значительно выигрывают от использования меньшего размера процессоры.
RISC, RISC-V и ARM — разные архитектуры набора инструкций
Таким образом, RISC — это философия проектирования, в которой используется меньше инструкций, чем в обычном настольном процессоре, таком как x86. Наличие более коротких и меньших инструкций позволяет RISC-процессорам быть очень энергоэффективными.
ARM — это ISA с закрытым исходным кодом, основанная на RISC, которая предоставляется компаниям по лицензии для их процессоров и SoC. ARM ISA позволяет Arm разрабатывать высокопроизводительные процессоры RISC, такие как чипы Apple M1. С другой стороны, RISC-V — это ISA с открытым стандартом, основанная на RISC, которую любой может использовать для разработки собственных микросхем без уплаты лицензионных сборов. Его природа с открытым исходным кодом позволяет в дальнейшем модифицировать и расширять RISC-V ISA для создания специализированных микросхем для конкретных задач.
Хотя это может показаться не таким уж важным, продолжающаяся конкуренция между ARM и RISC-V, безусловно, принесет пользу всем потребителям. особенно когда речь идет об устройствах IoT, микроконтроллерах, одноплатных компьютерах и портативных устройствах, таких как смартфоны и планшеты. И кто знает, с чипами Apple M1 в качестве доказательства процессоры на основе RISC могут фактически конкурировать с процессорами x86 раньше, чем ожидалось.