Αναγνώστες σαν εσάς βοηθούν στην υποστήριξη του MUO. Όταν κάνετε μια αγορά χρησιμοποιώντας συνδέσμους στον ιστότοπό μας, ενδέχεται να κερδίσουμε μια προμήθεια θυγατρικών.
Ο επεξεργαστής είναι ο εγκέφαλος οποιουδήποτε υπολογιστή και εξελίσσεται συνεχώς για να βελτιώνει την απόδοση. Ο σχεδιασμός ενός επεξεργαστή καθορίζει πόσες οδηγίες μπορεί να κάνει και πόσο γρήγορα και αποτελεσματικά μπορεί να τις κάνει. Τα RISC, RISC-V και ARM είναι όροι που χρησιμοποιούνται στο σχεδιασμό του επεξεργαστή για να υποδηλώσουν έναν τύπο επεξεργαστή που χρησιμοποιεί έναν συγκεκριμένο τύπο αρχιτεκτονικής συνόλου εντολών (ISA).
Αν και δεν χρησιμοποιούνται συνήθως σε mainstream υπολογιστές, αυτοί οι επεξεργαστές τροφοδοτούν smartphone, μικροελεγκτές, υπολογιστές με μία πλακέτα και όλα τα είδη συσκευών IoT. Διαβάστε παρακάτω για να μάθετε περισσότερα για αυτούς και τις διαφορές τους.
Επεξήγηση της αρχιτεκτονικής του συνόλου εντολών και του RISC
Μπορεί να είναι δύσκολο να κατανοήσετε τη διαφορά μεταξύ RISC, RISC-V και ARM αν δεν γνωρίζετε
πώς λειτουργούν οι CPU και εκτελούν κώδικα. Έτσι, προτού αρχίσουμε να συγκρίνουμε τους όρους, ας μιλήσουμε πρώτα για την αρχιτεκτονική του συνόλου εντολών και πώς διαφέρει από αυτό που χρησιμοποιεί ο κανονικός επεξεργαστής του υπολογιστή σας.Είτε πρόκειται για μικροεπεξεργαστή, μικροϋπολογιστή ή κανονικό επιτραπέζιο υπολογιστή, οι επεξεργαστές τους χρησιμοποιούν όλοι μια αρχιτεκτονική συνόλου εντολών (ISA). Το ISA είναι το τμήμα του επεξεργαστή που περιέχει όλες τις βασικές εντολές που μπορεί να εκτελέσει ένας επεξεργαστής. Αυτές οι οδηγίες είναι τα δομικά στοιχεία ενός προγράμματος υπολογιστή. Συνήθως δεν είναι πιο περίπλοκα από τη βασική σας πρόσθεση και αφαίρεση.
Γενικά, υπάρχουν δύο τύποι ISA που κυκλοφορούν στην αγορά. Είναι οι αρχιτεκτονικές RISC και CISC. Το RISC σημαίνει Υπολογιστής μειωμένου συνόλου εντολών, ενώ το CISC σημαίνει Υπολογιστής συνόλου σύνθετων εντολών. Και οι δύο αρχιτεκτονικές επικρατούν σήμερα, με τον x86 (επεξεργαστές Intel και AMD) να είναι ο κορυφαίος επεξεργαστής που χρησιμοποιεί CISC και ARM (επεξεργαστές Qualcomm και MediaTek) ως την πιο δημοφιλή αρχιτεκτονική RISC.
Βασικά, το RISC είναι μια αρχιτεκτονική υπολογιστή σχεδιασμένη και βελτιστοποιημένη για να χρησιμοποιεί λιγότερες οδηγίες από τις αντίστοιχες CISC. Αυτές οι λιγότερες οδηγίες και άλλες τεχνολογίες βελτιστοποίησης που χρησιμοποιούνται στην αρχιτεκτονική RISC επιτρέπουν αυτούς τους τύπους επεξεργαστές για χρήση λιγότερης ενέργειας, καθιστώντας τους ιδανικούς για smartphone, κάμερες, smartwatches και όλα τα είδη IoT συσκευές.
Τι είναι το ARM;
Έχουμε διαπιστώσει ότι οι επεξεργαστές ARM είναι μερικές από τις κορυφαίες αρχιτεκτονικές RISC στην αγορά. Λοιπόν, τι ακριβώς είναι το ARM και γιατί είναι οι πιο δημοφιλείς επεξεργαστές RISC;
Πριν από το RISC-V (για το οποίο θα μιλήσουμε σύντομα), οι επεξεργαστές βασισμένοι σε ARM ήταν η μόνη επιλογή για όποιον ήθελε να δημιουργήσει ένα ηλεκτρονικό προϊόν χρησιμοποιώντας τους δικούς του προσαρμοσμένους επεξεργαστές.
Βραχίονας (με το πεζό «rm») Ε.Π.Ε. είναι μια εταιρεία που σχεδιάζει και αδειοδοτεί τσιπ για διάφορους κατασκευαστές υλικού, όπως η Apple, η MediaTek, η Qualcomm και μικρότερες εταιρείες όπως η PINE64. Χρησιμοποιούν το δικό τους ARM ISA κλειστού κώδικα για να σχεδιάσουν εξαιρετικά αποδοτικούς μικροεπεξεργαστές και σύστημα-σε-α-τσιπ (SoC). Όλα τα σχέδια που κατασκευάζονται από την Arm είναι γνωστά ως επεξεργαστές Advanced RISC Machine ή απλά επεξεργαστές ARM (όλα τα κεφαλαία).
Εκτός από μια από τις πρώτες εταιρείες που πούλησαν και έφτιαξαν σχέδια τσιπ κατά παραγγελία, η Arm κατάφερε να είναι η κυρίαρχος σχεδιαστής τσιπ RISC λόγω των συνεχών καινοτομιών του με τον επεξεργαστή ARM ISA και ARM σχέδια.
Όπως και η APU της AMD, η οποία συνδυάζει CPU και GPU σε ένα καλούπι, οι επεξεργαστές ARM είναι γνωστό ότι συνδυάζουν CPU, GPU, μνήμη, DSP και διάφορα μόντεμ όλα σε ένα καλούπι ή τσιπ. Σύστημα σε τσιπ (SoC). Αυτή η στενή ενσωμάτωση πολλαπλών μονάδων επέτρεψε στους επεξεργαστές ARM να είναι γρήγοροι και αποτελεσματικοί.
Τι είναι το RISC-V;
Το RISC-V είναι ένα ISA ανοικτών προδιαγραφών που αναπτύχθηκε στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Μπέρκλεϋ. Αυτό το ISA δεν εισάγει καμία νέα τεχνολογία στην αγορά, ωστόσο πολλοί εικάζουν ότι είναι το μέλλον των επεξεργαστών που βασίζονται σε RISC. Γιατί λοιπόν;
Το RISC-V έχει κερδίσει την προσοχή από εταιρείες όπως η Amazon, η Google, η Qualcomm, η Intel, η Rockchip, η SiFive, η Sony, η ZTE και η Western Digital. Αυτό συμβαίνει επειδή το RISC-V είναι ένα ISA ανοιχτού προτύπου. Το RISC-V International (μια μη κερδοσκοπική ένωση για το RISC-V) επιτρέπει σε οποιονδήποτε να χρησιμοποιεί το RISC-V ISA στους επεξεργαστές του χωρίς να πληρώσει κάποιο τέλος.
Το σπουδαίο με το RISC-V είναι η ικανότητά του να επεκτείνει το σύνολο εντολών με βάση τις διαδικασίες που θα χρειαστεί το τσιπ σας για ένα δεδομένο προϊόν. Το RISC-V ξεκινά μόνο με ένα βασικό σετ εντολών 47 εντολών. Αυτές οι οδηγίες περιλαμβάνουν όλες τις βασικές λειτουργίες που χρειάζεται ένα τσιπ για να λειτουργήσει και να κάνει βασικές εργασίες.
Στη συνέχεια, οι σχεδιαστές θα είναι ελεύθεροι να επιλέξουν ποιες οδηγίες θα προσθέσουν στο βασικό σετ εντολών για να δώσουν στο τσιπ όλες τις λειτουργίες που χρειάζεται χωρίς επιπλέον λειτουργίες bloat που δεν θα χρησιμοποιούσε.
Αν και το RISC-V εξακολουθεί να είναι ένα σχετικά νέο ISA, οι δυνατότητές του να παρέχει οικονομικά και εξαιρετικά αποδοτικά εξειδικευμένα τσιπ για διάφορες εφαρμογές είναι αυτό που το καθιστά ειδικό ISA.
ARM ή RISC V; Ποιό είναι καλύτερο?
Το ARM και το RISC-V είναι ISA που ακολουθούν τη σχεδιαστική φιλοσοφία RISC, οπότε ποιο είναι καλύτερο;
Για σύγκριση, εδώ είναι η σύγκριση απόδοσης μεταξύ του επεξεργαστή P670 του SiFive έναντι. Επεξεργαστής Arm’s Cortex-A78:
Όπως μπορείτε να δείτε στην εικόνα, το Cortex-A78 είναι ελαφρώς μπροστά από το P670 όσον αφορά την κορυφαία απόδοση ενός νήματος. Αν και το Cortex-A78 κερδίζει σε ακατέργαστη απόδοση, το P670 διπλασιάζει την υπολογιστική πυκνότητα του Cortex-A78. Αυτό σημαίνει ότι ο επεξεργαστής P670 του SiFive παρέχει συγκρίσιμη μέγιστη απόδοση ενός νήματος σε σχέση με τον Cortex-A78, το οποίο είναι διπλάσιο από το φυσικό μέγεθος του P670.
Σε αυτή τη σύγκριση, ο επεξεργαστής P670 της SiFive κερδίζει τον Cortex-A78 της Arm για την παροχή συγκρίσιμης απόδοσης ενός νήματος στο μισό μέγεθος. Ωστόσο, θα πρέπει επίσης να σημειώσετε ότι το Cortex-A78 κυκλοφόρησε τον Δεκέμβριο του 2020 μέσω των Vivo X60 και X60 Pro, ενώ το P670 μόλις ανακοινώθηκε την 1η Νοεμβρίου 2022.
Αυτή είναι μια διαφορά περίπου δύο ετών όσον αφορά την έρευνα και την ανάπτυξη. Οι τελευταίοι επεξεργαστές της Arm τρέχουν τώρα στο ARMv9 ISA, βελτιώνοντας σημαντικά το ARMv8 που χρησιμοποιεί το Cortex-A78. Για να το θέσουμε αυτό στην προοπτική, οι πιο πρόσφατοι επεξεργαστές ARMv9 παρέχουν περίπου 30% υψηλότερη απόδοση και είναι 50% πιο ενεργειακά αποδοτικοί.
Έτσι, όσον αφορά τις πρωτογενείς επιδόσεις, οι επεξεργαστές ARM εξακολουθούν να είναι πρωτοπόροι. Αλλά με το P670 του SiFive να παρέχει διπλάσια υπολογιστική πυκνότητα σε σχέση με τον Cortex-A78, οι επεξεργαστές RISC-V φαίνεται να έχουν πλεονέκτημα έναντι των επεξεργαστών ARM όσον αφορά τις φορητές τεχνολογίες που επωφελούνται πολύ από τη χρήση μικρότερου μεγέθους επεξεργαστές.
Τα RISC, RISC-V και ARM είναι αρχιτεκτονικές διαφορετικών συνόλων εντολών
Συνοπτικά, το RISC είναι μια φιλοσοφία σχεδιασμού που χρησιμοποιεί λιγότερες οδηγίες από ό, τι θα βρείτε σε έναν κανονικό επεξεργαστή επιτραπέζιου υπολογιστή όπως ο x86. Η ύπαρξη συντομότερων και λιγότερων εντολών επιτρέπει στους επεξεργαστές RISC να έχουν υψηλή απόδοση ενέργειας.
Το ARM είναι ένα ISA κλειστού κώδικα που βασίζεται στο RISC και έχει άδεια χρήσης σε εταιρείες για τους επεξεργαστές και τα SoC τους. Το ARM ISA επιτρέπει στον Arm να σχεδιάζει επεξεργαστές RISC υψηλής απόδοσης όπως τα τσιπ M1 της Apple. Από την άλλη πλευρά, το RISC-V είναι ένα ISA ανοιχτών προδιαγραφών που βασίζεται στο RISC που μπορεί να χρησιμοποιήσει ο καθένας για να σχεδιάσει τα δικά του τσιπ χωρίς να πληρώσει τέλη άδειας χρήσης. Η φύση του ανοιχτού κώδικα επιτρέπει στο RISC-V ISA να τροποποιηθεί περαιτέρω και να επεκταθεί για να δημιουργήσει εξειδικευμένα τσιπ για συγκεκριμένες εργασίες.
Αν και μπορεί να μην φαίνεται τόσο σημαντικό, αυτός ο συνεχής ανταγωνισμός μεταξύ ARM και RISC-V σίγουρα θα ωφελήσει όλους τους καταναλωτές, ειδικά όταν πρόκειται για συσκευές IoT, μικροελεγκτές, υπολογιστές με μία πλακέτα και συσκευές χειρός όπως smartphone και tablet. Και ποιος ξέρει, με τα τσιπ M1 της Apple ως απόδειξη, οι επεξεργαστές που βασίζονται σε RISC μπορεί πραγματικά να ανταγωνιστούν τους επεξεργαστές x86 νωρίτερα από το αναμενόμενο.