Трудно провести различие между RISC, RISC-V и ARM? Давайте поговорим об этом!
Image Credit:Thomas Schanz/Wikimedia Commons.
Процессор – это мозг любого компьютера, и он постоянно совершенствуется для повышения эффективности. Конструкция процессора определяет, сколько инструкций он может выполнить и как быстро и эффективно он может их выполнить.RISC, RISC-V и ARM – термины, используемые при разработке процессоров для обозначения типа процессора, использующего определенный тип архитектуры набора команд (ISA)
Хотя эти процессоры не часто используются в обычных компьютерах, ими оснащаются смартфоны, микроконтроллеры, одноплатные компьютеры и всевозможные IoT-устройства. Читайте дальше, чтобы узнать больше о них и их различиях
Объяснение архитектуры набора команд и RISC
Может быть трудно понять разницу между RISC, RISC-V и ARM, если вы не знаете, как работают и выполняют код процессоры. Поэтому, прежде чем мы начнем сравнивать термины, давайте сначала поговорим об архитектуре набора команд и о том, чем она отличается от той, которую использует 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 сложнее, чем базовые сложение и вычитание
В целом, на рынке существует два типа ISA. Это архитектуры RISC и CISC.RISC расшифровывается как Reduced Instruction Set Computer, а CISC – как Complex Instruction Set Computer. Сегодня распространены обе архитектуры, при этом x86 (процессоры Intel и AMD) является ведущим процессором, использующим CISC, а ARM (процессоры Qualcomm и MediaTek) – самой популярной архитектурой RISC
По сути, RISC – это компьютерная архитектура, разработанная и оптимизированная для использования меньшего количества инструкций, чем у аналогов CISC. Меньшее количество инструкций и другие оптимизирующие технологии, используемые в архитектуре RISC, позволяют этим типам процессоров потреблять меньше энергии, что делает их идеальными для смартфонов, камер, смарт-часов и всех видов IoT-устройств
Что такое ARM?
Мы выяснили, что процессоры ARM являются одними из лучших на рынке с архитектурой RISC. Так что же такое ARM, и почему они являются самыми популярными RISC-процессорами?
До появления RISC-V (о которой мы’поговорим в ближайшее время) процессоры на базе ARM были единственным вариантом для тех, кто хотел создать электронное изделие с использованием собственных процессоров
Arm (со строчной буквы “rm”) Ltd.это компания, которая разрабатывает и лицензирует чипы для различных производителей оборудования, таких как Apple, MediaTek, Qualcomm и более мелких компаний, таких как PINE64. Для разработки высокоэффективных микропроцессоров и систем-на-чипе (SoC) они используют собственную ARM ISA с закрытым исходным кодом. Все конструкции, созданные Arm, известны как процессоры Advanced RISC Machine или просто процессоры ARM (в верхнем регистре)
Помимо того, что Arm была одной из первых компаний, продающих и создающих на заказ чипы, ей удалось стать доминирующим разработчиком RISC-чипов благодаря постоянным инновациям в ARM ISA и процессорах ARM
Подобно APU компании AMD, который объединяет CPU и GPU в одной матрице, процессоры ARM известны тем, что объединяют CPU, GPU, память, DSP и различные модемы в одной матрице или чипе, что называется системой на кристалле (SoC). Такая тесная интеграция нескольких модулей позволила процессорам ARM быть быстрыми и эффективными
Что такое RISC-V?
Image Credit:SiFive HiFive1/Wikimedia Commons.
RISC-V – это открытая стандартная ISA, разработанная в Калифорнийском университете в Беркли. Эта ISA не представляет на рынке никакой новой технологии, но многие считают, что за ней будущее процессоров на базе RISC. Так почему же?
RISC-V привлек внимание таких компаний, как Amazon, Google, Qualcomm, Intel, Rockchip, SiFive, Sony, ZTE и Western Digital. Это объясняется тем, что RISC-V является открытым стандартом ISA.RISC-V International (некоммерческая ассоциация RISC-V) позволяет всем желающим использовать RISC-V ISA в своих процессорах без взимания платы
Image Credit: Codasip Group/Wikimedia Commons.
Самое замечательное в RISC-V – это возможность расширять набор инструкций в зависимости от того, какие процессы потребуются вашему чипу для конкретного продукта.RISC-V начинается только с базового набора инструкций из 47 инструкций. Эти инструкции включают все основные функции, необходимые микросхеме для работы и выполнения основных задач
Затем разработчики смогут выбирать, какие инструкции добавить к базовому набору инструкций, чтобы обеспечить чип всеми необходимыми функциями без лишнего раздувания функциональности, которую он не будет использовать
Хотя RISC-V все еще относительно новая ISA, ее потенциал для создания экономически эффективных и высокопроизводительных специализированных микросхем для различных приложений делает ее особенной ISA
ARM или RISC V? Что лучше?
ARM и RISC-V – это ISA, которые следуют философии проектирования RISC, так какая из них лучше?
Для сравнения, вот сравнение производительности между процессором SiFive’P670 и Arm’Cortex-V.Arm’s Cortex-A78 processor:
Как видно из рисунка, Cortex-A78 немного опережает P670 по пиковой однопоточной производительности. Хотя Cortex-A78 выигрывает по сырой производительности, P670 удваивает плотность вычислений Cortex-A78. Это означает, что процессор SiFive’P670 обеспечивает сопоставимую пиковую однопоточную производительность по сравнению с Cortex-A78, который вдвое превосходит P670 по физическим размерам
В этом сравнении процессор SiFive P670 выигрывает у Arm ’Cortex-A78 за сопоставимую однопоточную производительность при вдвое меньшем размере. Однако следует отметить, что Cortex-A78 был выпущен в декабре 2020 года в моделях Vivo X60 и X60 Pro, в то время как P670 был анонсирован только первого ноября 2022 года
Это примерно два года разницы в плане исследований и разработок. Последние процессоры Arm&rsquo ; теперь работают на базе ARMv9 ISA, значительно улучшая ARMv8, который используется в Cortex-A78. В перспективе новейшие процессоры ARMv9 обеспечивают примерно на 30% более высокую производительность и на 50% более энергоэффективны
Таким образом, с точки зрения сырой производительности процессоры ARM по-прежнему лидируют. Но с учетом того, что SiFive’P670 обеспечивает вдвое большую плотность вычислений, чем Cortex-A78, процессоры RISC-V, похоже, имеют преимущество перед процессорами ARM в отношении носимых технологий, которые значительно выигрывают от использования процессоров меньшего размера
RISC, RISC-V и ARM – разные архитектуры наборов команд
В целом, RISC – это философия проектирования, в которой используется меньшее количество инструкций, чем в обычных настольных процессорах, таких 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 лицензируется компаниями для их процессоров и SoC.ARM ISA позволяет компании Arm разрабатывать высокопроизводительные RISC-процессоры, такие как Apple’чипы M1. С другой стороны, RISC-V является открытым стандартом ISA на основе RISC, который любой может использовать для разработки собственных чипов без лицензионных отчислений. Его открытый исходный код позволяет модифицировать и расширять ISA RISC-V для создания специализированных микросхем для конкретных задач
Хотя это может показаться не столь важным, продолжающаяся конкуренция между ARM и RISC-V, несомненно, 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, если чипы M1 от Apple станут доказательством, процессоры на базе RISC могут действительно конкурировать с процессорами x86 раньше, чем ожидалось
Комментировать