ხმები და მუსიკა 

ARM პროცესორი არის მობილური პროცესორი სმარტფონებისა და ტაბლეტებისთვის. რა არის ARM

ყველას, ვინც დაინტერესებულია მობილური ტექნოლოგიებით, რა თქმა უნდა გაიგო სახელი ARM. ბევრს ესმის ეს აბრევიატურა, როგორც სმარტფონებისა და ტაბლეტების პროცესორის ტიპი, სხვები განმარტავენ, რომ ეს საერთოდ არ არის პროცესორი, არამედ მისი არქიტექტურა. და რა თქმა უნდა, რამდენიმე ადამიანი ჩაუღრმავდა ARM-ის გაჩენის ისტორიას. ამ სტატიაში შევეცდებით გავიგოთ ყველა ეს ნიუანსი და გითხრათ, რატომ სჭირდება თანამედროვე გაჯეტებს ARM პროცესორები.

მოკლე ექსკურსია ისტორიაში

როდესაც თქვენ ეძებთ "ARM", ვიკიპედია აძლევს ორ მნიშვნელობას ამ აბრევიატურას: Acorn RISC Machine და Advanced RISC Machines. დავიწყოთ თანმიმდევრობით. 1980-იან წლებში დიდ ბრიტანეთში დაარსდა Acorn Computers, რომელმაც თავისი საქმიანობა პერსონალური კომპიუტერების შექმნით დაიწყო. იმ დროს Acorn-ს ასევე ეძახდნენ "ბრიტანულ ვაშლს". კომპანიისთვის გადამწყვეტი პერიოდი დადგა 1980-იანი წლების ბოლოს, როდესაც მისმა მთავარმა ინჟინერმა ისარგებლა ორი ადგილობრივი უნივერსიტეტის კურსდამთავრებულის გადაწყვეტილებით, შეექმნა ახალი ტიპის შემცირებული ინსტრუქციების ნაკრები (RISC) პროცესორის არქიტექტურა. ასე გაჩნდა Acorn Risc Machine პროცესორზე დაფუძნებული პირველი კომპიუტერი. წარმატება არ დააყოვნა. 1990 წელს ბრიტანელებმა გააფორმეს ხელშეკრულება Apple-თან და მალე დაიწყეს მუშაობა ჩიპსეტის ახალ ვერსიაზე. დეველოპერების გუნდმა საბოლოოდ ჩამოაყალიბა კომპანია Advanced RISC Machines, რომელიც შთაგონებულია პროცესორით. ახალი არქიტექტურის მქონე ჩიპები ასევე ცნობილი გახდა როგორც Advanced Risc Machine ან მოკლედ ARM.

1998 წლიდან Advanced Risc Machine გახდა ცნობილი როგორც ARM Limited. ამჟამად კომპანია არ არის დაკავებული საკუთარი პროცესორების წარმოება-რეალიზაციაში. ARM Limited-ის ძირითადი და ერთადერთი საქმიანობაა ტექნოლოგიების განვითარება და ARM არქიტექტურის გამოყენების ლიცენზიების მიყიდვა სხვადასხვა კომპანიებზე. ზოგიერთი მწარმოებელი ყიდულობს ლიცენზიას მზა ბირთვებზე, ზოგი ყიდულობს ეგრეთ წოდებულ „არქიტექტურულ ლიცენზიას“ საკუთარი ბირთვით პროცესორების წარმოებისთვის. ასეთ კომპანიებს შორისაა Apple, Samsung, Qualcomm, nVidia, HiSilicon და სხვა. ზოგიერთი ცნობით, ARM Limited ყოველ ასეთ პროცესორზე $0,067 გამოიმუშავებს. ეს მაჩვენებელი საშუალოა და ასევე მოძველებულია. ყოველწლიურად უფრო და უფრო მეტი ბირთვი ჩნდება ჩიპსეტებში და ახალი მრავალბირთვიანი პროცესორები აჭარბებენ მოძველებულ მოდელებს ღირებულებით.

ARM ჩიპების ტექნიკური მახასიათებლები

თანამედროვე პროცესორის არქიტექტურის ორი ტიპი არსებობს: CISC(Complex Instruction Set Computing) და RISC(შემცირებული ინსტრუქციების ნაკრები გამოთვლები). CISC არქიტექტურა მოიცავს x86 პროცესორების ოჯახს (Intel და AMD), ხოლო RISC არქიტექტურა მოიცავს ARM ოჯახს. მთავარი ფორმალური განსხვავება RISC-სა და CISC-ს და, შესაბამისად, x86-ს ARM-ს შორის არის შემცირებული ინსტრუქციების ნაკრები, რომელიც გამოიყენება RISC პროცესორებში. მაგალითად, CISC არქიტექტურაში თითოეული ინსტრუქცია გარდაიქმნება რამდენიმე RISC ინსტრუქციაში. გარდა ამისა, RISC პროცესორები იყენებენ ნაკლებ ტრანზისტორებს და შესაბამისად მოიხმარენ ნაკლებ ენერგიას.


ARM პროცესორების მთავარი პრიორიტეტია შესრულების თანაფარდობა ენერგიის მოხმარებასთან. ARM-ს აქვს უფრო მაღალი შესრულება ერთ ვატზე, ვიდრე x86. თქვენ შეგიძლიათ მიიღოთ საჭირო სიმძლავრე 24 x86 ბირთვიდან ან ასობით პატარა, დაბალი სიმძლავრის ARM ბირთვიდან. რა თქმა უნდა, ყველაზე მძლავრი პროცესორიც კი, რომელიც დაფუძნებულია ARM არქიტექტურაზე, არასოდეს იქნება შედარებული სიმძლავრით Intel Core i7-თან. მაგრამ იგივე Intel Core i7-ს სჭირდება აქტიური გაგრილების სისტემა და არასოდეს ჯდება ტელეფონის ყუთში. აქ ARM-ს კონკურენცია არ აქვს. ერთის მხრივ, ეს მიმზიდველი ვარიანტია სუპერკომპიუტერის შესაქმნელად, ათასი x86 პროცესორის ნაცვლად მილიონი ARM პროცესორის გამოყენებით. მეორეს მხრივ, ორი არქიტექტურის ერთმნიშვნელოვნად შედარება შეუძლებელია. გარკვეულწილად ARM-ს ექნება უპირატესობა, ზოგ შემთხვევაში კი x86-ს.

თუმცა, ARM არქიტექტურის ჩიპების პროცესორების გამოძახება მთლად სწორი არ არის. რამდენიმე პროცესორის ბირთვის გარდა, ისინი ასევე შეიცავს სხვა კომპონენტებს. ყველაზე შესაფერისი ტერმინი იქნება „ერთი ჩიპი“ ან „სისტემა ჩიპზე“ (SoC). მობილური მოწყობილობების თანამედროვე ერთჩიპიანი სისტემები მოიცავს RAM კონტროლერს, გრაფიკულ ამაჩქარებელს, ვიდეო დეკოდერს, აუდიო კოდეკს და უკაბელო საკომუნიკაციო მოდულებს. როგორც უკვე აღვნიშნეთ, ჩიპსეტის ცალკეული კომპონენტები შეიძლება შემუშავდეს მესამე მხარის მწარმოებლების მიერ. ამის ყველაზე ნათელი მაგალითია გრაფიკული ბირთვები, რომლებიც ARM Limited-ის (Mali graphics) გარდა, შემუშავებულია Qualcomm (Adreno), NVIDIA (GeForce ULP) და Imagination Technologies (PowerVR) მიერ.


პრაქტიკაში ასე გამოიყურება. ბიუჯეტის Android მობილური მოწყობილობების უმეტესობას გააჩნია კომპანიის მიერ წარმოებული ჩიპსეტები MediaTek, რომელიც თითქმის უცვლელად მიჰყვება ARM Limited-ის ინსტრუქციებს და ავსებს მათ Cortex-A ბირთვებით და Mali გრაფიკით (ნაკლებად ხშირად PowerVR).


A-ბრენდები ხშირად იყენებენ წარმოებულ ჩიპსეტებს თავიანთი ფლაგმანი მოწყობილობებისთვის Qualcomm. სხვათა შორის, უახლესი Qualcomm Snapdragon ჩიპები (,) აღჭურვილია სრულიად მორგებული Kryo ბირთვებით ცენტრალური პროცესორისთვის და Adreno გრაფიკული ამაჩქარებლისთვის.


რაც შეეხება Apple, შემდეგ iPhone-ისთვის და iPad-ისთვის კომპანია იყენებს საკუთარ A-სერიის ჩიპებს PowerVR გრაფიკული ამაჩქარებლით, რომლებიც დამზადებულია მესამე მხარის კომპანიების მიერ. ამრიგად, მას აქვს 64-ბიტიანი ოთხბირთვიანი A10 Fusion პროცესორი და PowerVR GT7600 გრაფიკული პროცესორი.


პროცესორების ოჯახის არქიტექტურა რელევანტურად ითვლება წერის დროს ARMv8. ეს იყო პირველი, ვინც გამოიყენა 64-ბიტიანი ინსტრუქციების ნაკრები და მხარდაჭერა 4 გბ-ზე მეტი ოპერატიული მეხსიერებისთვის. ARMv8 არქიტექტურა თავსებადია 32-ბიტიან აპლიკაციებთან. ამჟამად არის ARM Limited-ის მიერ შემუშავებული ყველაზე ეფექტური და ყველაზე ძლიერი პროცესორის ბირთვი Cortex-A73და SoC მწარმოებლების უმეტესობა მას უცვლელად იყენებს.


Cortex-A73 უზრუნველყოფს 30%-ით უფრო მაღალ შესრულებას, ვიდრე Cortex-A72 და მხარს უჭერს ARMv8 არქიტექტურის სრულ დიაპაზონს. პროცესორის ბირთვის მაქსიმალური სიხშირეა 2.8 გჰც.

ARM-ის გამოყენების ფარგლები

ARM-ს უდიდესი პოპულარობა მოჰყვა მობილური მოწყობილობების განვითარებას. სმარტფონებისა და სხვა პორტატული აღჭურვილობის მასობრივი წარმოების წინა დღეს, ენერგოეფექტური პროცესორები გამოგადგებათ. ARM Limited-ის განვითარებამ კულმინაციას მიაღწია 2007 წელს, როდესაც ბრიტანულმა კომპანიამ განაახლა პარტნიორობა Apple-თან და გარკვეული პერიოდის შემდეგ კუპერტინოს გუნდმა წარმოადგინა თავისი პირველი iPhone პროცესორი ARM არქიტექტურაზე დაფუძნებული. შემდგომში, ARM არქიტექტურაზე დაფუძნებული ერთჩიპიანი სისტემა გახდა ბაზარზე არსებული თითქმის ყველა სმარტფონის უცვლელი კომპონენტი.


ARM Limited-ის პორტფოლიო არ შემოიფარგლება მხოლოდ Cortex-A ოჯახის ბირთვებით. სინამდვილეში, Cortex-ის ბრენდის ქვეშ არის პროცესორის ბირთვების სამი სერია, რომლებიც აღინიშნება ასოებით A, R, M. Core ოჯახი. კორტექს-ა, როგორც უკვე ვიცით, ყველაზე ძლიერია. ისინი ძირითადად გამოიყენება სმარტფონებში, პლანშეტებში, ტელევიზორის ყუთებში, სატელიტური მიმღებებში, საავტომობილო სისტემებში და რობოტიკაში. პროცესორის ბირთვები კორტექს-როპტიმიზირებულია რეალურ დროში მაღალი ხარისხის ამოცანების შესასრულებლად, ამიტომ ასეთი ჩიპები გვხვდება სამედიცინო აღჭურვილობაში, უსაფრთხოების ავტონომიურ სისტემებში და შენახვის მედიაში. ოჯახის მთავარი ამოცანა კორტექს-მარის სიმარტივე და დაბალი ღირებულება. ტექნიკურად, ეს არის ყველაზე სუსტი პროცესორის ბირთვები ყველაზე დაბალი ენერგიის მოხმარებით. ასეთ ბირთვებზე დაფუძნებული პროცესორები გამოიყენება თითქმის ყველგან, სადაც მინიმალური სიმძლავრე და დაბალი ღირებულებაა საჭირო მოწყობილობისგან: სენსორები, კონტროლერები, სიგნალიზაცია, დისპლეები, ჭკვიანი საათები და სხვა აღჭურვილობა.

ზოგადად, თანამედროვე მოწყობილობების უმეტესობა მცირედან დიდამდე, რომლებიც საჭიროებენ CPU-ს, იყენებენ ARM ჩიპებს. უზარმაზარი პლუსია ის ფაქტი, რომ ARM არქიტექტურას მხარს უჭერს მრავალი ოპერაციული სისტემა Linux პლატფორმაზე (მათ შორის Android და Chrome OS), iOS და Windows (Windows Phone).

ბაზრის კონკურენცია და სამომავლო პერსპექტივები

აღსანიშნავია, რომ ამ დროისთვის ARM-ს არ ჰყავს სერიოზული კონკურენტები. და, ზოგადად, ეს გამოწვეულია იმით, რომ ARM Limited-მა სწორი არჩევანი გააკეთა გარკვეულ დროს. მაგრამ მოგზაურობის დასაწყისშივე კომპანიამ აწარმოა პროცესორები კომპიუტერებისთვის და ცდილობდა კიდეც გაეწია Intel-ის კონკურენცია. მას შემდეგ, რაც ARM Limited-მა შეცვალა საქმიანობის მიმართულება, მასაც გაუჭირდა. შემდეგ Microsoft-ის მიერ წარმოდგენილი პროგრამული მონოპოლისტი, რომელმაც დადო პარტნიორობის ხელშეკრულება Intel-თან, არ დაუტოვა შანსი სხვა მწარმოებლებს, მათ შორის ARM Limited - Windows OS უბრალოდ არ მუშაობდა ARM პროცესორების მქონე სისტემებზე. რაც არ უნდა პარადოქსულად ჟღერდეს, მაგრამ ახლა სიტუაცია შეიძლება მკვეთრად შეიცვალოს და Windows OS მზადაა მხარი დაუჭიროს პროცესორებს ამ არქიტექტურაზე.


ARM ჩიპების წარმატების კვალდაკვალ, Intel-მა სცადა შეექმნა კონკურენტუნარიანი პროცესორი და ბაზარზე შევიდა ჩიპით. Intel Atom. მას ამის გაკეთება ბევრად მეტი დრო დასჭირდა, ვიდრე ARM ​​Limited. ჩიპსეტი წარმოებაში 2011 წელს შევიდა, მაგრამ, როგორც ამბობენ, მატარებელი უკვე წავიდა. Intel Atom არის CISC პროცესორი x86 არქიტექტურით. კომპანიის ინჟინრებმა მიაღწიეს ენერგიის ნაკლებ მოხმარებას, ვიდრე ARM-ში, მაგრამ ამ დროისთვის მობილური პროგრამული უზრუნველყოფის მრავალფეროვნებას აქვს ცუდი ადაპტაცია x86 არქიტექტურასთან.


გასულ წელს Intel-მა მიატოვა რამდენიმე ძირითადი გადაწყვეტილება მობილური სისტემების შემდგომ განვითარებაში. არსებითად კომპანია მობილური მოწყობილობებისთვის, რადგან ისინი წამგებიანი გახდნენ. ერთადერთი მსხვილი მწარმოებელი, რომელმაც თავისი სმარტფონები Intel Atom ჩიპსეტებით აღჭურვა, იყო ASUS. თუმცა, Intel Atom-მა მაინც მიიღო ფართო გამოყენება ნეტბუქებში, ნეტოპებში და სხვა პორტატულ მოწყობილობებში.


ARM Limited-ის პოზიცია ბაზარზე უნიკალურია. ამ დროისთვის, თითქმის ყველა მწარმოებელი იყენებს მის განვითარებას. თუმცა, კომპანიას არ აქვს საკუთარი ქარხნები. ეს ხელს არ უშლის მას ინტელისა და AMD-ის თანაბარ დონეზე დგომას. ARM-ის ისტორია კიდევ ერთ საინტერესო ფაქტს მოიცავს. შესაძლებელია, რომ ARM ტექნოლოგია ახლა ეკუთვნოდეს Apple-ს, რომელიც იყო ARM Limited-ის ფორმირების ცენტრში. ბედის ირონიით, 1998 წელს, კუპერტინოს მცხოვრებლებმა, რომლებიც განიცდიდნენ კრიზისის დროს, გაყიდეს თავიანთი წილი. ახლა Apple იძულებულია სხვა კომპანიებთან ერთად იყიდოს ლიცენზია ARM პროცესორებისთვის, რომლებიც გამოიყენება iPhone-სა და iPad-ში.

დღესდღეობით ARM პროცესორებს შეუძლიათ სერიოზული ამოცანების შესრულება. უახლოეს მომავალში ისინი გამოიყენებენ სერვერებში, კერძოდ, Facebook-ისა და PayPal-ის მონაცემთა ცენტრებს უკვე აქვთ ასეთი გადაწყვეტილებები. ნივთების ინტერნეტის (IoT) და ჭკვიანი სახლის მოწყობილობების განვითარების ეპოქაში, ARM ჩიპები კიდევ უფრო მოთხოვნადი გახდა. ასე რომ, ყველაზე საინტერესო რამ ჯერ კიდევ წინ არის ARM-ისთვის.

ჩვენ უკვე დიდი ხანია ვიცით, რომ ვიხილავთ პირველ ARM პროცესორებს, რომლებიც მხარს უჭერენ 64-ბიტიან ARMv8 ინსტრუქციას 2013 წლის ბოლოს ან 2014 წლის დასაწყისში. თუმცა, რა სახის CPU იქნება ეს, საიდუმლო რჩება. ბოლო ARM TechCon კონფერენციის დროს, ბრიტანელმა ჩიპების შემქმნელმა წარმოადგინა თავისი ორი ახალი პროცესორი Cortex-A53 და Cortex-A57, რომელთა გამოყენება შესაძლებელია არა მხოლოდ მობილური ბაზარზე - ძირითადად ისინი შექმნილია მიკროსერვერების ბაზრისთვის. სხვათა შორის, ამ ჩიპებს მოუწევს კონკურენცია Intel-ისგან, რომელიც ასევე ამზადებს სპეციალური Bay Trail პლატფორმის (პროცესორების კოდური სახელწოდებით Valleyview) გამოშვებას მიკროსერვერების ბაზრისთვის 2013 წლის ბოლოს ან 2014 წლის პირველ კვარტალში.

ზოგადად, TechCon 2012 კონფერენცია, წინა წლებისგან განსხვავებით, მდიდარი იყო გახმაურებული ანონსებით. უბრალოდ გადახედეთ განცხადებას AMD-ის მიერ 2014 წელს Opteron-ის ბრენდის სერვერებისთვის ჰიბრიდული 64-ბიტიანი x86/ARM პროცესორების მიწოდების შესახებ. მიუხედავად იმისა, რომ ამ ჩიპების შესახებ მონაცემები ჯერ არ არის, შეგვიძლია ვივარაუდოთ, რომ საუბარია 64-ბიტიან ენერგოეფექტური იაგუარის ბირთვებთან ARMv8 ბირთვებთან, SeaMicro Freedom Fabric ოპტიკური კომუნიკაციების და, ალბათ, ვულკანური კუნძულების გრაფიკის გამოყენებით.

კონფერენციის მეორე მნიშვნელოვანი მოვლენა იყო Cadence-ისა და IBM-ის მიერ ARMv8 სატესტო ჩიპის დემონსტრირება, რომელიც დაფუძნებულია 14 ნმ პროცესის ტექნოლოგიაზე FinFET-ების (ე.წ. 3D ტრანზისტორების) და FD-SOI-ის (სილიკონის იზოლატორის შემდეგი თაობის) გამოყენებით. ტექნოლოგია). FinFET-ისა და FD-SOI-ის კომბინაცია განიხილება, როგორც სერიოზულ უპირატესობად კონკურენტი TSMC ქარხნის ტექნოლოგიურ პროცესებთან შედარებით. IBM-ის, GlobalFoundries-ისა და Samsung Electronics-ის მასიური 14 ნმ წარმოების განთავსება მოსალოდნელია 2014 წელს. აღნიშნული სამი კომპანია არის საერთო პლატფორმის ალიანსის წევრი და ერთად მუშაობენ ახალი ტექნოლოგიების ნორმების შემუშავებაზე. 14 ნმ FinFET/FD-SOI სილიკონის ვაფლის მასობრივი წარმოება პირველად დაიწყება IBM და GlobalFoundries ქარხნებში ნიუ-იორკის შტატში, ასევე Samsung-ის ქარხანაში ტეხასში.

დაბოლოს, პროგრამის მთავარი წერტილი იყო პოპულარული Cortex-A9 (2009) და Cortex-A15 (2012) პროცესორის ბირთვების ნამდვილი მემკვიდრეების გამოცხადება. ახალ ბირთვებს ეწოდა Cortex-A53 და Cortex-A57, შესაბამისად. ეს არის პირველი საცნობარო გადაწყვეტილებები, რომლებიც დაფუძნებულია ARM არქიტექტურის მერვე თაობაზე (64-ბიტიანი ARMv8 ინსტრუქციების ნაკრები) და მიზნად ისახავს მძლავრი სმარტფონების, ტაბლეტების, ჰიბრიდული მობილური პროდუქტების ბაზარს და, რა თქმა უნდა, მაღალი დონის გამოყენებას. სიმკვრივის სერვერის სექტორი.

ARM-ის თანახმად, Cortex-A53 ბირთვი არის "ყველაზე ეფექტური ARM პროცესორი, რაც კი ოდესმე შექმნილა": მას შეუძლია უზრუნველყოს Cortex-A9 დონის შესრულება, ხოლო მხარს უჭერს 64-ბიტიან ინსტრუქციებს და სრულად თავსებადია ARMv7-თან. როდესაც დამზადებულია იმავე 32 ნმ პროცესის ტექნოლოგიაზე, Cortex-A53 ბირთვი დაიკავებს 40%-ით ნაკლებ ფართობს Cortex-A9-თან შედარებით. თუ შევადარებთ 20 ნმ Cortex-A53 ბირთვს 32 ნმ Cortex-A9-ს, პირველი 4-ჯერ მცირე იქნება. ARM ასევე ამტკიცებს, რომ გაშვებისას ბირთვი მოიხმარს 4-ჯერ ნაკლებ ენერგიას დღევანდელ Cortex-A9 ბირთვებთან შედარებით, იგივე მუშაობის გათვალისწინებით.

ამავდროულად, Cortex-A57 ჩიპს უწოდებენ "ყველაზე მოწინავე მაღალი ხარისხის ARM პროცესორს. ამის დაჯერება ადვილია, რადგან ARM გვპირდება სამმაგ შესრულებას 32-ბიტიან რეჟიმში თანამედროვე Cortex-A15 ბირთვებთან შედარებით და 5-ჯერ მაღალ ენერგოეფექტურობას. Cortex-A57-ის მასშტაბურობა საშუალებას გაძლევთ შექმნათ კრისტალები 16 ან მეტი ბირთვით. პრესრელიზში კომპანია აღნიშნავს, რომ ძველი კომპიუტერების მუშაობის მიუხედავად, Cortex-A57 ბირთვს აქვს მობილური მოწყობილობების ენერგიის მოხმარება. ARM ასევე მიუთითებს სპეციალური ინსტრუქციების მხარდაჭერაზე, რომელსაც შეუძლია დააჩქაროს დაშიფვრა 10-ჯერ.

ARM აღნიშნავს, რომ Cortex-A57 და Cortex-A53 ბირთვებს შეუძლიათ მუშაობა როგორც ცალ-ცალკე, ასევე კომბინაციაში big.LITTLE ტექნოლოგიის გამოყენებით (მაგალითად, Cortex-A15 და Cortex-A7 კომბინაცია), რომელსაც შეუძლია მიაღწიოს ოპტიმალურ შესრულებას და ენერგოეფექტურობას.

Cortex-A53-ის ძირითადი მახასიათებლები:

  • 40-ბიტიანი ვირტუალური მეხსიერების მისამართი;
  • 1 ტბ-მდე ოპერატიული მეხსიერების მხარდაჭერა (LPDDR3-დან DDR4-მდე);
  • 8-დან 64 კბ-მდე L1 ინსტრუქციის ქეში და 8-დან 64 კბ-მდე L1 მონაცემთა ქეში;
  • მათემატიკური კოპროცესორი

Cortex-A57-ის ძირითადი მახასიათებლები:

  • თანმიმდევრობის ცვლილებებით ბრძანებების შესრულების მხარდაჭერა;
  • ARMv8 ბირთვი 32 და 64 ბიტიანი გამოთვლების მხარდაჭერით;
  • 44-ბიტიანი ვირტუალური მეხსიერების მისამართი;
  • 16 ტბ-მდე ოპერატიული მეხსიერების მხარდაჭერა (LPDDR3-დან DDR4-მდე);
  • 48 KB L1 ინსტრუქციის ქეში და 32 KB L1 მონაცემთა ქეში;
  • NEON მულტიმედიური SIMD ძრავა;
  • მათემატიკური კოპროცესორი;
  • 128 კბ-დან 2 მბ-მდე L2 ქეში (ECC მხარდაჭერით);
  • 128-ბიტიანი CoreLink Interconnect (CCI-400 და CCN-504).

ARM-მა გამოაცხადა ექვსი კომპანიის სახელი, რომლებიც გამოიყენებენ Cortex-A53/A57 ბირთვებს თავიანთ ჩიპებში: AMD, Broadcom, Calxeda, HiSilicon/Huawei, Samsung Electronics და STMicroelectronics. ამრიგად, მინიმუმ, შეიძლება ველოდოთ ახალ მობილურ ჩიპებს Cortex-A53/A57 და Mali-T600 გრაფიკით Huawei-სა და Samsung-ისგან. პირველი ასეთი პროცესორები სავარაუდოდ 2014 წელს გამოჩნდება.

ეს სტატია განიხილავს პროცესორის არქიტექტურას.. მასზე დაფუძნებული ნახევარგამტარული პროდუქტები შეგიძლიათ იხილოთ სმარტფონებში, მარშრუტიზატორებში, პლანშეტ კომპიუტერებში და სხვა მობილურ მოწყობილობებში, სადაც ბოლო დრომდე იგი ლიდერობდა ამ ბაზრის სეგმენტში. ახლა ის თანდათან იცვლება ახალი და ახალი პროცესორული გადაწყვეტილებებით.

მოკლე ინფორმაცია ARM კომპანიის შესახებ

ARM-ის ისტორია იწყება 1990 წლიდან, როდესაც ის დააარსა რობინ საქსბიმ. მისი შექმნის საფუძველი იყო ახალი მიკროპროცესორის არქიტექტურა. თუ მანამდე CPU-ს ბაზარზე დომინანტური პოზიცია ეკავა x86 ან CISC, მაშინ ამ კომპანიის ჩამოყალიბების შემდეგ გაჩნდა ღირსეული ალტერნატივა RISC-ის სახით. პირველ შემთხვევაში, პროგრამის კოდის შესრულება შემცირდა 4 ეტაპად:

    მანქანის ინსტრუქციის მიღება.

    შეასრულეთ მიკროკოდის კონვერტაცია.

    მიკროინსტრუქციების მიღება.

    მიკროინსტრუქციების ეტაპობრივი შესრულება.

შესახებ არქიტექტურის ძირითადი იდეაRISC იყო, რომ პროგრამის კოდის დამუშავება შეიძლება შემცირდეს 2 ეტაპად:

    ქვითარი RISC-ინსტრუქციები.

    მკურნალობა RISC-ინსტრუქციები.

TO როგორც პირველ, ასევე მეორე შემთხვევაში არის როგორც დადებითი, ასევე მნიშვნელოვანი უარყოფითი მხარეები. x86-მა წარმატებით დაიპყრო კომპიუტერული ბაზარი დაRISC (მათ შორის, დაინერგა 2011 წელს) - მობილური მოწყობილობების ბაზარი.

Cortex A7 არქიტექტურის ისტორია. ძირითადი მახასიათებლები

Cortex A7-ის საფუძველი იყო Cortex A8. დეველოპერების მთავარი იდეა ამ შემთხვევაში იყო შესრულების გაზრდა და პროცესორის გადაწყვეტის ენერგოეფექტურობის მნიშვნელოვნად გაუმჯობესება. ეს არის ზუსტად ის, რასაც საბოლოოდ მიაღწიეს ARM ინჟინრებმა. ამ შემთხვევაში კიდევ ერთი მნიშვნელოვანი მახასიათებელი იყო ის, რომ შესაძლებელი გახდა CPU-ების შექმნა big.LITTLE ტექნოლოგიით. ანუ, ნახევარგამტარული კრისტალი შეიძლება შეიცავდეს 2 გამოთვლით მოდულს. ერთ-ერთი მათგანი მიზნად ისახავდა უმარტივესი პრობლემების გადაჭრას მინიმალური ენერგიის მოხმარებით და, როგორც წესი, Cortex A7 ბირთვები ასრულებდნენ ამ როლს. მეორე გამიზნული იყო ყველაზე რთული პროგრამული უზრუნველყოფის გასაშვებად და დაფუძნებული იყო Cortex A15 ან Cortex A17 გამოთვლით ერთეულებზე. ოფიციალურად, "Cortex A7" წარმოდგენილი იყო, როგორც ადრე აღვნიშნეთ, 2011 წელს. ისე, პირველი ARM Cortex A7 პროცესორი გამოვიდა ერთი წლის შემდეგ, ანუ 2012 წელს.

წარმოების ტექნოლოგია

თავდაპირველად, A7-ზე დაფუძნებული ნახევარგამტარული პროდუქტები იწარმოებოდა 65 ნმ ტექნოლოგიის სტანდარტების მიხედვით. ახლა ეს ტექნოლოგია უიმედოდ მოძველებულია. შემდგომში გამოვიდა A7 პროცესორების კიდევ ორი ​​თაობა 40 ნმ და 32 ნმ ტოლერანტობის სტანდარტების მიხედვით. მაგრამ ისინი ახლა არარელევანტური გახდნენ. ამ არქიტექტურაზე დაფუძნებული CPU-ს უახლესი მოდელები უკვე დამზადებულია 28 ნმ სტანდარტების მიხედვით და ეს არის ის, რაც ჯერ კიდევ იყიდება. ნაკლებად მოსალოდნელია შემდგომი გადასვლა ახალზე ახალი ტოლერანტობის სტანდარტებითა და მოძველებული არქიტექტურით. A7-ზე დაფუძნებული ჩიპები ახლა მობილური მოწყობილობების ბაზრის ყველაზე საბიუჯეტო სეგმენტს იკავებს და თანდათან იცვლება A53-ზე დაფუძნებული გაჯეტებით, რომლებსაც თითქმის იგივე ენერგოეფექტურობის პარამეტრებით აქვთ შესრულების უფრო მაღალი დონე.

მიკროპროცესორის ძირითადი არქიტექტურა

1, 2, 4 ან 8 ბირთვი შეიძლება იყოს ჩართული ARM Cortex A7 დაფუძნებულ პროცესორებში. მახასიათებლები ამ უკანასკნელ შემთხვევაში, პროცესორები მიუთითებენ, რომ ჩიპი შედგება 4 ბირთვის 2 კლასტერისგან.2-3 წლის განმავლობაში, საწყისი დონის პროცესორის პროდუქტები ეფუძნებოდა ჩიპებს 1 ან 2 გამოთვლითი მოდულით. შუა დონეს 4 ბირთვიანი გადაწყვეტილებები ეკავა. ისე, პრემიუმ სეგმენტი იყო 8 ბირთვიანი ჩიპებისთვის. ამ არქიტექტურაზე დაფუძნებული თითოეული მიკროპროცესორის ბირთვი მოიცავდა შემდეგ მოდულებს:

    ბ მცურავი წერტილის დამუშავების ერთეული (FPU).

    1 დონის ქეში.

    დაბლოკვა ნეონიპროცესორის მუშაობის ოპტიმიზაციისთვის.

    გამოთვლითი მოდულიARMv7.

ასევე იყო შემდეგი საერთო კომპონენტები CPU-ს ყველა ბირთვისთვის:

    ნაღდი ფული L2.

    CoreSight ბირთვის მართვის განყოფილება.

    AMBA მონაცემთა მართვის ავტობუსის კონტროლერი 128 ბიტიანი ტევადობით.

შესაძლო სიხშირეები

მაქსიმალური საათის სიხშირე მოცემული მიკროპროცესორის არქიტექტურისთვის შეიძლება განსხვავდებოდეს 600 MHz-დან 3 GHz-მდე. აქვე უნდა აღინიშნოს, რომ ეს პარამეტრი, რომელიც მიუთითებს გამოთვლითი სისტემის მუშაობაზე მაქსიმალურ ზემოქმედებაზე, იცვლება. უფრო მეტიც, სიხშირეზე გავლენას ახდენს სამი ფაქტორი ერთდროულად:

    მოგვარებული პრობლემის სირთულის დონე.

    პროგრამული უზრუნველყოფის ოპტიმიზაციის ხარისხი მულტირედინგისთვის.

    ნახევარგამტარული ბროლის ტემპერატურის მიმდინარე მნიშვნელობა.

    მაგალითად, განვიხილოთ MT6582 ჩიპის მუშაობის ალგორითმი, რომელიც დაფუძნებულია A7-ზე და მოიცავს 4 გამოთვლით ერთეულს, რომელთა სიხშირე მერყეობს 600 MHz-დან 1.3 GHz-მდე. უმოქმედო რეჟიმში, ამ პროცესორ მოწყობილობას შეიძლება ჰქონდეს მხოლოდ ერთი საანგარიშო ერთეული და ის მუშაობს ყველაზე დაბალ სიხშირეზე 600 MHz. მსგავსი სიტუაცია იქნება მარტივი აპლიკაციის გაშვებისას მობილურ გაჯეტზე. მაგრამ როდესაც ამოცანების სიაში გამოჩნდება რესურსზე ინტენსიური სათამაშო, რომელიც ოპტიმიზირებულია მრავალ ძაფისთვის, ავტომატურად დაიწყებს მუშაობას პროგრამის კოდის დამუშავების ოთხივე ბლოკი 1,3 გჰც სიხშირით. როგორც CPU გაცხელდება, ყველაზე ცხელი ბირთვები შეამცირებს მათ საათის სიჩქარეს ან თუნდაც გაითიშება. ერთის მხრივ, ეს მიდგომა უზრუნველყოფს ენერგოეფექტურობას, ხოლო მეორეს მხრივ, ჩიპის მუშაობის მისაღები დონეს.

    ქეში მეხსიერება

    მხოლოდ 2 ქეში დონეა გათვალისწინებული ARM Cortex A7-ში. მახასიათებლები ნახევარგამტარული კრისტალი, თავის მხრივ, მიუთითებს იმაზე, რომ პირველი დონე აუცილებლად იყოფა 2 თანაბარ ნაწილად. Ერთ - ერთი მათგანიუნდა შეინახოს მონაცემები, ხოლო მეორე - ინსტრუქციები.Მთლიანი ზომა ქეში 1 დონეზესპეციფიკაციების მიხედვით შეიძლება იყოს თანაბარი 64 კბ. შედეგად, ჩვენ ვიღებთ 32 KB მონაცემთა და 32 KB კოდისთვის.მე-2 დონის ქეში ამ შემთხვევაში ჩამოიხრჩოე დამოკიდებულია კონკრეტული CPU მოდელის მიხედვით. მისი ყველაზე პატარა მოცულობა შეიძლება იყოს 0 მბ (ანუ არ არსებობს), ხოლო ყველაზე დიდი შეიძლება იყოს 4 მბ.

    ოპერატიული მეხსიერების კონტროლერი. მისი თვისებები

    ნებისმიერ ARM Cortex A7 პროცესორს გააჩნია ჩაშენებული RAM კონტროლერი. ტექნიკური გეგმის მახასიათებლები მიუთითებს იმაზე, რომ იგი შექმნილია LPDDR3 სტანდარტის RAM-თან ერთად მუშაობისთვის. რეკომენდებული ოპერატიული მეხსიერების სიხშირეები ამ შემთხვევაში არის 1066 MHz ან 1333 MHz. ოპერატიული მეხსიერების მაქსიმალური ზომა, რომელიც პრაქტიკაში შეგიძლიათ ნახოთ ამ ჩიპის მოდელისთვის, არის 2 GB.

    ინტეგრირებული გრაფიკა

    როგორც მოსალოდნელი იყო, ამ მიკროპროცესორულ მოწყობილობებს აქვთ ინტეგრირებული გრაფიკული ქვესისტემა. ARM მწარმოებელი რეკომენდაციას უწევს საკუთრებაში არსებული Mali-400MP2 გრაფიკული ბარათის გამოყენებას ამ პროცესორთან ერთად. მაგრამ მისი შესრულება ყველაზე ხშირად არ არის საკმარისი მიკროპროცესორული მოწყობილობის პოტენციალის გასახსნელად. ამიტომ, ჩიპების დეველოპერები იყენებენ უფრო მძლავრ გადამყვანებს ამ ჩიპთან ერთად, მაგალითად, Power VR6200.

    პროგრამული უზრუნველყოფის მახასიათებლები

    სამი ტიპის ოპერაციული სისტემა გამიზნულია ARM პროცესორებზე:

      Android საძიებო გიგანტი Google-ისგან.

      iOS APPLE-დან.

      Windows Mobile Microsoft-ისგან.

    ყველა სხვა სისტემურ პროგრამას ჯერ არ მიუღია ფართო განაწილება. როგორც მიხვდით, ასეთი პროგრამული უზრუნველყოფის ბაზარზე ყველაზე დიდი წილი Android-ს უჭირავს. ამ სისტემას აქვს მარტივი და ინტუიციური ინტერფეისი და მასზე დაფუძნებული საწყისი დონის მოწყობილობები ძალიან, ძალიან ხელმისაწვდომია. 4.4-ის ჩათვლით, ის იყო 32-ბიტიანი, ხოლო 5.0-ით დაიწყო 64-ბიტიანი გამოთვლის მხარდაჭერა. ეს OS წარმატებით მუშაობს RISC CPU-ების ნებისმიერ ოჯახზე, მათ შორის ARM Cortex A7-ზე. საინჟინრო მენიუ ამ სისტემის პროგრამული უზრუნველყოფის კიდევ ერთი მნიშვნელოვანი ფუნქციაა. მისი დახმარებით შეგიძლიათ მნიშვნელოვნად გადააკეთოთ OS- ის შესაძლებლობები. ამ მენიუში წვდომა შესაძლებელია კოდის გამოყენებით, რომელიც ინდივიდუალურია თითოეული CPU მოდელისთვის.

    ამ OS-ის კიდევ ერთი მნიშვნელოვანი მახასიათებელია ის, რომ ყველა შესაძლო განახლება ავტომატურად დაინსტალირდება. ამიტომ, ახალი ფუნქციებიც კი შეიძლება გამოჩნდეს ARM Cortex A7 ოჯახის ჩიპებზე. Firmware-ს შეუძლია მათი დამატება. მეორე სისტემა გამიზნულია APPLE-ის მობილური გაჯეტებისთვის. ასეთი მოწყობილობები ძირითადად იკავებს პრემიუმ სეგმენტს და აქვთ შესრულების და ღირებულების შესაბამისი დონე. უახლესი OS, Windows Mobile, ჯერ არ არის გავრცელებული. არსებობს მასზე დაფუძნებული მოწყობილობები მობილური გაჯეტების ნებისმიერ სეგმენტში, მაგრამ აპლიკაციის მცირე რაოდენობა ამ შემთხვევაში მისი გავრცელების შემზღუდველი ფაქტორია.

    პროცესორის მოდელები

    ყველაზე ხელმისაწვდომი და ნაკლებად პროდუქტიული ამ შემთხვევაში არის ერთბირთვიანი ჩიპები. მათ შორის ყველაზე ფართოდ გამოიყენება MediaTek-ის MT6571. ერთი საფეხურით მაღლა დგას ორბირთვიანი ARM Cortex A7 Dual Core პროცესორები. ამის მაგალითია MT6572 იგივე მწარმოებლისგან. შესრულების კიდევ უფრო მაღალი დონე უზრუნველყოფილია Quad Core ARM Cortex A7-ის მიერ. ამ ოჯახის ყველაზე პოპულარული ჩიპი არის MT6582, რომელიც ახლა უკვე შეგიძლიათ იპოვოთ საწყისი დონის მობილურ გაჯეტებში. ისე, მუშაობის უმაღლეს დონეს უზრუნველყოფდა 8 ბირთვიანი ცენტრალური პროცესორები, რომლებსაც MT6595 ეკუთვნოდა.

    შემდგომი განვითარების პერსპექტივები

    თქვენ კვლავ შეგიძლიათ იპოვოთ მობილური მოწყობილობები მაღაზიის თაროებზე, რომლებიც დაფუძნებულია ნახევარგამტარულ პროცესორზე დაფუძნებულ 4X ARM Cortex A7-ზე. ეს არის MT6580, MT6582 და Snapdragon 200. ყველა ეს ჩიპი მოიცავს 4 გამოთვლით ერთეულს და აქვს ენერგოეფექტურობის შესანიშნავი დონე. ასევე, ღირებულება ამ შემთხვევაში ძალიან, ძალიან მოკრძალებულია. მაგრამ მაინც, ამ მიკროპროცესორული არქიტექტურის საუკეთესო დრო უკვე ჩვენს უკანაა. მასზე დაფუძნებული პროდუქციის გაყიდვების პიკი დაეცა 2013-2014 წლებში, როდესაც მას პრაქტიკულად არ არსებობდა ალტერნატივა მობილური გაჯეტების ბაზარზე. უფრო მეტიც, ამ შემთხვევაში ჩვენ ვსაუბრობთ როგორც საბიუჯეტო მოწყობილობებზე 1 ან 2 გამოთვლითი მოდულით, ასევე ფლაგმანურ გაჯეტებზე 8 ბირთვიანი CPU-ით. ამ დროისთვის, ის თანდათან იცვლება ბაზრიდან Cortex A53-ით, რომელიც არსებითად არის A7-ის შეცვლილი 64-ბიტიანი ვერსია. ამავდროულად, მან მთლიანად შეინარჩუნა თავისი წინამორბედის მთავარი უპირატესობები და მომავალი, რა თქმა უნდა, მას ეკუთვნის.

    ექსპერტებისა და მომხმარებლების აზრი. ამ არქიტექტურაზე დაფუძნებული ჩიპების რეალური მიმოხილვები. Დადებითი და უარყოფითი მხარეები

    რა თქმა უნდა, მნიშვნელოვანი მოვლენა მობილური მოწყობილობების სამყაროსთვის იყო ARM Cortex A7 მიკროპროცესორული მოწყობილობის არქიტექტურის გაჩენა. ამის საუკეთესო დასტურია ის, რომ მასზე დაფუძნებული მოწყობილობები უკვე 5 წელზე მეტია წარმატებით იყიდება. რა თქმა უნდა, ახლა A7-ზე დაფუძნებული CPU-ს შესაძლებლობები აღარ არის საკმარისი საშუალო დონის პრობლემების გადასაჭრელად, მაგრამ უმარტივესი პროგრამის კოდი ასეთ ჩიპებზე დღემდე წარმატებით ფუნქციონირებს. ასეთი პროგრამული უზრუნველყოფის სიაში შედის ვიდეოების დაკვრა, აუდიოჩანაწერების მოსმენა, წიგნების კითხვა, ინტერნეტში სერფინგი და უმარტივესი სათამაშოებიც კი ამ შემთხვევაში უპრობლემოდ დაიწყება. ეს არის ზუსტად ის, რაზეც ამ ტიპის წამყვანი სპეციალისტები და რიგითი მომხმარებლები ყურადღებას ამახვილებენ მობილურ გაჯეტებსა და მოწყობილობებზე მიძღვნილ წამყვან თემატურ პორტალებზე. A7-ის მთავარი მინუსი არის 64-ბიტიანი გამოთვლის მხარდაჭერის ნაკლებობა. ისე, მისი მთავარი უპირატესობები მოიცავს ენერგოეფექტურობისა და შესრულების იდეალურ კომბინაციას.

    შედეგები

    რა თქმა უნდა, Cortex A7 - ეს არის მთელი ეპოქა მობილური მოწყობილობების სამყაროში. სწორედ მისი მოსვლასთან ერთად გახდა მობილური მოწყობილობები ხელმისაწვდომი და საკმაოდ პროდუქტიული. და ის ფაქტი, რომ იგი წარმატებით იყიდება 5 წელზე მეტი ხნის განმავლობაში, ამის კიდევ ერთი დადასტურებაა. მაგრამ თუ თავდაპირველად მასზე დაფუძნებული გაჯეტები იკავებდნენ ბაზრის საშუალო და პრემიუმ სეგმენტებს, ახლა მათ უკან მხოლოდ ბიუჯეტის კლასი რჩება. ეს არქიტექტურა მოძველებულია და თანდათან წარსულს ჩაბარდა.

სულ ახლახან (სულ რაღაც 10 წლის წინ) სამომხმარებლო პროცესორების ბაზარზე არსებობდა სამი არქიტექტურა და ისინი ყველა მეტ-ნაკლებად კარგად იყო გამიჯნული: ARM პროცესორები დაინსტალირებული იყო მობილურ მოწყობილობებში, სადაც ბატარეის ხანგრძლივობა იყო მნიშვნელოვანი, x86 პროცესორები დაინსტალირებული იყო Windows-ზე მომუშავე მოწყობილობებზე. და Intel-ის დარღვევით, Apple-მა გამოიყენა PowerPC არქიტექტურაზე დაფუძნებული პროცესორები თავის მოწყობილობებში (თუმცა ვიცით, რომ ის მაინც "შეიპარა" x86-მდე). მაგრამ ამ დროისთვის ბაზარზე მხოლოდ ორი არქიტექტურა დარჩა მორგებული პროცესორებისთვის - PowerPC გამოეთიშა რბოლას და სულ ახლახანს: ამ არქიტექტურის ბოლო მოწყობილობა, PlayStation 3, შეწყვიტა წარმოება სულ რამდენიმე კვირის წინ. უფრო მეტიც, სულ უფრო მეტი გაჟონვა ხდება იმის შესახებ, რომ შესაძლებელი იქნება სრულფასოვანი ვინდოუსის გაშვება ARM პროცესორებზე, ხოლო მეორე მხრივ, Android მშვენივრად მუშაობს x86 პროცესორებთან 4.0 ვერსიიდან დაწყებული. ანუ, როგორც ვხედავთ, ამ არქიტექტურებს შორის განსხვავება სულ უფრო და უფრო ბუნდოვანი ხდება მომხმარებლების თვალში და ამ სტატიაში გავარკვევთ, რატომ ხდება ეს.

x86 არქიტექტურა

პირველ რიგში, მოდით განვსაზღვროთ რა არის არქიტექტურა. მარტივი სიტყვებით, პროგრამისტის თვალსაზრისით, პროცესორის არქიტექტურა არის მისი თავსებადობა ინსტრუქციების კონკრეტულ კომპლექტთან, რომელიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას პროგრამების დაწერისას და დანერგილია აპარატურაში, პროცესორის ტრანზისტორების სხვადასხვა კომბინაციების გამოყენებით.


x86 პროცესორები აგებულია CISC არქიტექტურაზე (Complex Instruction Set Computing, პროცესორები ინსტრუქციების სრული კომპლექტით) - ეს ნიშნავს, რომ ინსტრუქციების მაქსიმალური რაოდენობა დანერგილია პროცესორში, რაც, ერთი მხრივ, ამარტივებს პროგრამების დაწერას და ამცირებს მათ წონას, მეორე მხრივ კი პროცესორის 100%-ით ჩატვირთვა პრაქტიკულად შეუძლებელია.

პირველი x86 პროცესორი იყო Intel 8086, პირველი 16-ბიტიანი პროცესორი Intel-ისგან, რომელიც მუშაობდა 10 MHz-მდე და გამოვიდა 1978 წელს. პროცესორი უკიდურესად პოპულარული აღმოჩნდა და იწარმოებოდა 1990 წლამდე და ყველა შემდგომი პროცესორი დაიწყო მასთან თავსებადი. თავდაპირველად, ეს თავსებადობა აჩვენეს, როგორც პროცესორის სახელის დასასრული 86-ით, მაგრამ მოგვიანებით, Pentium-ის გამოშვებით, მათ გადაწყვიტეს დარქმევა არქიტექტურა x86.

1985 წელს გამოვიდა i386 პროცესორი, რომელიც გახდა Intel-ის პირველი 32-ბიტიანი პროცესორი, ხოლო 1989 წლისთვის Intel-მა გამოუშვა პირველი სკალარული პროცესორი, i486 - ამ პროცესორს შეეძლო ერთი ოპერაციის შესრულება საათის ციკლზე. მოგვიანებით, 1993 წელს Pentium-ის გამოშვებით, Intel-ის პროცესორები გახდა სუპერსკალარული, ანუ მათ ისწავლეს რამდენიმე ოპერაციის შესრულება ერთი საათის ციკლში და superpipeline, ანუ მათ ჰქონდათ ორი გამოთვლითი მილსადენი. მაგრამ ეს ყველაფერი არ იყო - სინამდვილეში, Intel-ის ყველა პროცესორი, დაწყებული i486DX-დან, არის CISC პროცესორები RISC ბირთვით (შემცირებული ინსტრუქციების კომპლექტი კომპიუტერი, პროცესორები შემცირებული ინსტრუქციების ნაკრებით): მიკროპროცესორში ჩაშენებულია ტექნიკის თარჯიმანი, რომელიც არის გარდაიქმნება CISC-ში უშუალოდ შესრულებამდე - x86 პროცესორების ინსტრუქციები შიდა RISC ინსტრუქციების უფრო მარტივ ნაკრებად, ხოლო ერთ x86 ინსტრუქციას შეუძლია რამდენიმე RISC ინსტრუქციის გენერირება.

მას შემდეგ ბევრი არაფერი შეცვლილა - დიახ, გაიზარდა მილსადენების რაოდენობა, გაიზარდა ოპერაციების რაოდენობა საათზე, პროცესორები გახდა მრავალბირთვიანი და 64 ბიტიანი, მაგრამ აქამდე Intel-ისა და AMD-ის ყველა გადაწყვეტა არის superpipeline superscalar მიკროპროცესორები აგებულია CISC არქიტექტურაზე RISC ბირთვით.

ARM არქიტექტურა

ARM არქიტექტურა გამოჩნდა x86-ზე გვიან, 1986 წელს ARM2 პროცესორის გამოშვებით. მისი განვითარების მიზანი იყო ოპტიმიზაციის მაქსიმალური გაზრდა და ტრანზისტორების რაოდენობის შემცირება - მაგალითად, დატვირთვის ქვეშ, x86 პროცესორმა მაშინ გამოიყენა ყველა ტრანზისტორის ძლივს 30%, ყველა დანარჩენი უბრალოდ უმოქმედო იყო. ამიტომ, ARM-მა შეიმუშავა საკუთარი ჩიპი RISC არქიტექტურაზე, რომელსაც მათ უწოდეს ARM2 - მას ჰქონდა მხოლოდ 30000 ტრანზისტორი (შედარებით იმდროინდელ i386-ში 275 ათასი ტრანზისტორთან), და არ ჰქონდა ქეში (რაც, ზოგადად, ნორმა იყო. მაშინ პროცესორებისთვის - შესაძლებელია ქეშის შეძენა და მიწოდება ცალკე), მაგრამ ასევე მიკროპროგრამა, როგორც ასეთი - მიკროკოდი შესრულდა, როგორც ნებისმიერი სხვა მანქანის კოდი, მისი მარტივი ინსტრუქციების გარდაქმნით:


შედეგად, იმის გამო, რომ ARM პროცესორებში ტრანზისტორების რაოდენობა მნიშვნელოვნად ნაკლებია x86-თან შედარებით, მივიღებთ, რომ მათი სითბოს გაფრქვევაც საგრძნობლად ნაკლებია. მაგრამ, მეორეს მხრივ, გამარტივებული არქიტექტურის გამო, ARM-ის შესრულება ასევე მნიშვნელოვნად დაბალია x86-ზე.

მოგვიანებით ARM პროცესორებს დაემატა როგორც სუპერმასკალარულობის, ისე სუპერპიპელინის მხარდაჭერა და რამდენიმე წლის წინ გახდა 64-ბიტიანი. შედეგად, ARM-ის თანამედროვე გადაწყვეტილებებია superpipeline superscalar მიკროპროცესორები, რომლებიც აშენებულია RISC არქიტექტურის საფუძველზე.

შედეგები

შედეგად, ჩვენ ვხედავთ ორ უკიდურესობას: x86 არის ძლიერი გადაწყვეტილებები, დატვირთული ინსტრუქციებით, რომლებსაც შეუძლიათ შეასრულონ აბსოლუტურად ნებისმიერი დავალება კარგი სიჩქარით. მაგრამ თქვენ უნდა გადაიხადოთ ეს გაზრდილი სითბოს გამომუშავებით. მეორეს მხრივ, ARM არის მარტივი პროცესორები, საგრძნობლად უფრო მცირე ინსტრუქციების კომპლექტით, ამიტომ მათზე ბევრი სერიოზული ამოცანის შესრულებას პროცესის შენელების გამო დიდი აზრი არ აქვს. მაგრამ ამავე დროს სითბოს გამომუშავება დაბალია. თუმცა, ყველაზე მნიშვნელოვანი ის არის, რომ ორივე არქიტექტურა მხარს უჭერს RISC ინსტრუქციებს, რაც იმას ნიშნავს, რომ ერთი და იგივე OS შეიძლება გაშვებული იყოს ორივე არქიტექტურაზე, რასაც ვხედავთ Android-ის, Linux-ისა და Windows-ის შემთხვევაში და ეს ნიშნავს, რომ მომავალში განსხვავება x86-სა და ARM-ს შორის სულ უფრო და უფრო ბუნდოვანი გახდება.

თანამედროვე გაჯეტების დიდი უმრავლესობა იყენებს ARM არქიტექტურაზე დაფუძნებულ პროცესორებს, რომელიც შემუშავებულია ამავე სახელწოდების კომპანიის ARM Limited-ის მიერ. საინტერესოა, რომ კომპანია თავად არ აწარმოებს პროცესორებს, არამედ მხოლოდ ლიცენზირებს თავის ტექნოლოგიებს მესამე მხარის ჩიპების მწარმოებლებს. გარდა ამისა, კომპანია ასევე ავითარებს Cortex პროცესორის ბირთვებს და Mali გრაფიკულ ამაჩქარებლებს, რომლებსაც აუცილებლად შევეხებით ამ მასალაში.

ARM კომპანია, ფაქტობრივად, არის მონოპოლისტი თავის სფეროში და თანამედროვე სმარტფონებისა და პლანშეტების დიდი უმრავლესობა სხვადასხვა მობილურ ოპერაციულ სისტემაზე იყენებს ARM არქიტექტურაზე დაფუძნებულ პროცესორებს. ჩიპების მწარმოებლები ლიცენზირებენ ცალკეულ ბირთვებს, ინსტრუქციების კომპლექტებს და მათთან დაკავშირებულ ტექნოლოგიებს ARM-ისგან და ლიცენზიების ღირებულება მნიშვნელოვნად განსხვავდება პროცესორის ბირთვების ტიპის მიხედვით (ეს შეიძლება მერყეობდეს დაბალი სიმძლავრის ბიუჯეტის გადაწყვეტილებებიდან უახლესი ოთხბირთვიანი და რვა ბირთვიანიც კი. ჩიპები) და დამატებითი კომპონენტები. ARM Limited-ის 2006 წლის შემოსავლის წლიურმა ანგარიშმა აჩვენა $161 მილიონი შემოსავალი დაახლოებით 2,5 მილიარდი პროცესორის ლიცენზირებისთვის (7,9 მილიარდი 2011 წელს), რაც ნიშნავს დაახლოებით $0,067 ჩიპს. თუმცა, ზემოაღნიშნული მიზეზის გამო, ეს არის ძალიან საშუალო მაჩვენებელი სხვადასხვა ლიცენზიებზე ფასების სხვაობის გამო და მას შემდეგ კომპანიის მოგება მრავალჯერ უნდა გაზრდილიყო.

ამჟამად ARM პროცესორები ძალიან ფართოდ არის გავრცელებული. ამ არქიტექტურაზე დაფუძნებული ჩიპები გამოიყენება ყველგან, მათ შორის სერვერებზე, მაგრამ ყველაზე ხშირად ARM გვხვდება ჩაშენებულ და მობილურ სისტემებში, მყარი დისკების კონტროლერებიდან დაწყებული თანამედროვე სმარტფონებით, ტაბლეტებით და სხვა გაჯეტებით.

ARM ავითარებს ბირთვების რამდენიმე ოჯახს, რომლებიც გამოიყენება სხვადასხვა ამოცანებისთვის. მაგალითად, Cortex-Mx-სა და Cortex-Rx-ზე დაფუძნებული პროცესორები (სადაც "x" არის ციფრი ან რიცხვი, რომელიც მიუთითებს ზუსტი ბირთვის რიცხვზე) გამოიყენება ჩაშენებულ სისტემებში და თუნდაც სამომხმარებლო მოწყობილობებში, როგორიცაა მარშრუტიზატორები ან პრინტერები.

ჩვენ მათზე დეტალურად არ ვისაუბრებთ, რადგან ჩვენ, პირველ რიგში, გვაინტერესებს Cortex-Ax ოჯახი - ასეთი ბირთვების მქონე ჩიპები გამოიყენება ყველაზე პროდუქტიულ მოწყობილობებში, მათ შორის სმარტფონებში, ტაბლეტებსა და სათამაშო კონსოლებში. ARM მუდმივად მუშაობს Cortex-Ax ხაზის ახალ ბირთვებზე, მაგრამ ამ სტატიის დაწერის დროს სმარტფონებში გამოიყენება შემდეგი:

Cortex-A5;
Cortex-A7;
Cortex-A8;
Cortex-A9;
Cortex-A12;
Cortex-A15;
Cortex-A53;

რაც უფრო მაღალია რიცხვი, მით უფრო მაღალია პროცესორის შესრულება და, შესაბამისად, უფრო ძვირია მოწყობილობების კლასი, რომელშიც ის გამოიყენება. თუმცა, აღსანიშნავია, რომ ეს წესი ყოველთვის არ არის დაცული: მაგალითად, Cortex-A7 ბირთვებზე დაფუძნებულ ჩიპებს აქვთ უფრო მაღალი შესრულება, ვიდრე Cortex-A8-ზე დაფუძნებულ ჩიპებს. ამასთან, თუ Cortex-A5-ზე დაფუძნებული პროცესორები უკვე ითვლება თითქმის მოძველებულად და თითქმის არ გამოიყენება თანამედროვე მოწყობილობებში, მაშინ Cortex-A15-ზე დაფუძნებული პროცესორები შეგიძლიათ ნახოთ ფლაგმანურ კომუნიკატორებსა და ტაბლეტებში. სულ ცოტა ხნის წინ, ARM-მა ოფიციალურად გამოაცხადა ახალი, უფრო ძლიერი და, ამავე დროს, ენერგოეფექტური Cortex-A53 და Cortex-A57 ბირთვების შემუშავება, რომლებიც გაერთიანდება ერთ ჩიპზე ARM ​​big.LITTLE ტექნოლოგიის გამოყენებით და მხარს უჭერს ARMv8-ს. ინსტრუქციების ნაკრები ("არქიტექტურის ვერსია"), მაგრამ ისინი ამჟამად არ გამოიყენება ძირითად სამომხმარებლო მოწყობილობებში. Cortex-core ჩიპების უმეტესობა შეიძლება იყოს მრავალბირთვიანი, ხოლო ოთხბირთვიანი პროცესორები გავრცელებულია დღევანდელ მაღალი დონის სმარტფონებში.

სმარტფონებისა და ტაბლეტების მსხვილი მწარმოებლები ჩვეულებრივ იყენებენ პროცესორებს ცნობილი ჩიპების მწარმოებლებისგან, როგორიცაა Qualcomm ან საკუთარი გადაწყვეტილებები, რომლებიც უკვე საკმაოდ პოპულარული გახდა (მაგალითად, Samsung და მისი Exynos ჩიპსეტების ოჯახი), მაგრამ ყველაზე მცირე კომპანიების გაჯეტების ტექნიკურ მახასიათებლებს შორის. ხშირად შეგიძლიათ იპოვოთ აღწერილობა, როგორიცაა „პროცესორი Cortex-A7-ზე დაფუძნებული, 1 გჰც სიხშირით“ ან „ორბირთვიანი Cortex-A7 1 გჰც სიხშირით“, რაც არაფერს ნიშნავს საშუალო მომხმარებლისთვის. იმისათვის, რომ გავიგოთ, რა განსხვავებებია ასეთ ბირთვებს შორის, მოდით გავამახვილოთ ყურადღება მთავარზე.

Cortex-A5

Cortex-A5 ბირთვი გამოიყენება დაბალფასიან პროცესორებში ყველაზე საბიუჯეტო მოწყობილობებისთვის. ასეთი მოწყობილობები განკუთვნილია მხოლოდ დავალებების შეზღუდული დიაპაზონის შესასრულებლად და მარტივი აპლიკაციების გასაშვებად, მაგრამ საერთოდ არ არის განკუთვნილი რესურსზე ინტენსიური პროგრამებისთვის და განსაკუთრებით თამაშებისთვის. Cortex-A5 პროცესორით გაჯეტის მაგალითია Highscreen Blast, რომელმაც მიიღო Qualcomm Snapdragon S4 Play MSM8225 ჩიპი, რომელიც შეიცავს ორ Cortex-A5 ბირთვს 1,2 გჰც სიხშირით.

Cortex-A7

Cortex-A7 პროცესორები უფრო ძლიერია ვიდრე Cortex-A5 ჩიპები და ასევე უფრო გავრცელებულია. ასეთი ჩიპები დამზადებულია 28 ნანომეტრიანი პროცესის ტექნოლოგიის გამოყენებით და აქვს მეორე დონის დიდი ქეში 4 მეგაბაიტამდე. Cortex-A7 ბირთვები ძირითადად გვხვდება ბიუჯეტურ სმარტფონებში და იაფფასიან საშუალო სეგმენტის მოწყობილობებში, როგორიცაა iconBIT Mercury Quad და ასევე, როგორც გამონაკლისი, Samsung Galaxy S IV GT-i9500 Exynos 5 Octa პროცესორით - ეს ჩიპსეტი იყენებს. ენერგიის დაზოგვის ტექნოლოგია არასასურველი ამოცანების შესრულებისას ოთხბირთვიანი Cortex-A7 პროცესორი.

Cortex-A8

Cortex-A8 ბირთვი არ არის ისეთი ფართოდ გავრცელებული, როგორც მისი მეზობლები Cortex-A7 და Cortex-A9, მაგრამ მაინც გამოიყენება სხვადასხვა საწყისი დონის გაჯეტებში. Cortex-A8 ჩიპების ოპერაციული საათის სიჩქარე შეიძლება მერყეობდეს 600 MHz-დან 1 GHz-მდე, მაგრამ ზოგჯერ მწარმოებლები აჭარბებენ პროცესორებს უფრო მაღალ სიხშირეებზე. Cortex-A8 ბირთვის მახასიათებელია მრავალბირთვიანი კონფიგურაციების მხარდაჭერის არარსებობა (ანუ, ამ ბირთვებზე პროცესორები შეიძლება იყოს მხოლოდ ერთბირთვიანი) და ისინი შესრულებულია 65 ნანომეტრიანი პროცესის ტექნოლოგიის გამოყენებით, რაც უკვე განიხილება. მოძველებული.

Сortex-A9

სულ რაღაც ორიოდე წლის წინ, Cortex-A9 ბირთვები ითვლებოდა საუკეთესო გადაწყვეტად და გამოიყენებოდა როგორც ტრადიციულ ერთბირთვიან, ასევე უფრო მძლავრ ორბირთვიან ჩიპებში, როგორიცაა Nvidia Tegra 2 და Texas Instruments OMAP4. ამჟამად, Cortex-A9 პროცესორები, რომლებიც დამზადებულია 40 ნანომეტრიანი პროცესის ტექნოლოგიით, არ კარგავს პოპულარობას და გამოიყენება ბევრ საშუალო სეგმენტის სმარტფონში. ასეთი პროცესორების ოპერაციული სიხშირე შეიძლება იყოს 1-დან 2 ან მეტ გიგაჰერცამდე, მაგრამ ჩვეულებრივ შემოიფარგლება 1.2-1.5 გჰც.

Cortex-A12

2013 წლის ივნისში ARM-მა ოფიციალურად წარადგინა Cortex-A12 ბირთვი, რომელიც დამზადებულია ახალი 28 ნანომეტრიანი პროცესის ტექნოლოგიის გამოყენებით და შექმნილია Cortex-A9 ბირთვების ჩანაცვლებისთვის საშუალო სეგმენტის სმარტფონებში. დეველოპერი გპირდებათ მუშაობის 40%-ით გაზრდას Cortex-A9-თან შედარებით, გარდა ამისა, Cortex-A12 ბირთვები შეძლებენ მონაწილეობა მიიღონ ARM big.LITTLE არქიტექტურაში, როგორც პროდუქტიული, ენერგიის დაზოგვის Cortex-A7-თან ერთად, რაც საშუალებას მისცემს მწარმოებლები ქმნიან იაფფასიან რვა ბირთვიან ჩიპებს. მართალია, წერის მომენტისთვის ეს ყველაფერი მხოლოდ გეგმებშია და Cortex-A12 ჩიპების მასობრივი წარმოება ჯერ არ არის დადგენილი, თუმცა RockChip-მა უკვე გამოაცხადა თავისი განზრახვა გამოუშვას ოთხბირთვიანი Cortex-A12 პროცესორი სიხშირით. 1.8 გჰც.

Cortex-A15

2013 წლის მდგომარეობით, Cortex-A15 ბირთვი და მისი წარმოებულები საუკეთესო გამოსავალია და გამოიყენება სხვადასხვა მწარმოებლის ფლაგმანურ საკომუნიკაციო ჩიპებში. ახალ პროცესორებს შორის, რომლებიც დამზადებულია 28 ნმ პროცესის ტექნოლოგიის გამოყენებით და დაფუძნებულია Cortex-A15-ზე, არის Samsung Exynos 5 Octa და Nvidia Tegra 4, და ეს ბირთვი ხშირად მოქმედებს როგორც პლატფორმა სხვა მწარმოებლებისგან ცვლილებებისთვის. მაგალითად, Apple-ის უახლესი A6X პროცესორი იყენებს Swift ბირთვებს, რომლებიც Cortex-A15-ის მოდიფიკაციაა. Cortex-A15-ზე დაფუძნებულ ჩიპებს შეუძლიათ იმუშაონ 1,5-2,5 გჰც სიხშირეზე, ხოლო მესამე მხარის მრავალი სტანდარტის მხარდაჭერა და 1 ტბ-მდე ფიზიკური მეხსიერების მისამართის შესაძლებლობა იძლევა ასეთი პროცესორების გამოყენებას კომპიუტერებში (როგორ შეიძლება არ გავიხსენოთ ბანკის Raspberry Pi ბარათის ზომის მინი კომპიუტერი).

Cortex-A50 სერია

2013 წლის პირველ ნახევარში ARM-მა წარმოადგინა ჩიპების ახალი ხაზი, სახელწოდებით Cortex-A50 სერია. ამ ხაზის ბირთვები დამზადდება არქიტექტურის ახალი ვერსიის, ARMv8-ის მიხედვით და მხარს დაუჭერს ახალ ინსტრუქციულ კომპლექტს და ასევე გახდება 64-ბიტიანი. ახალ ბიტის სიღრმეზე გადასვლა საჭიროებს მობილური ოპერაციული სისტემებისა და აპლიკაციების ოპტიმიზაციას, მაგრამ, რა თქმა უნდა, დარჩება ათიათასობით 32-ბიტიანი აპლიკაციის მხარდაჭერა. Apple იყო პირველი, ვინც გადაერთო 64-ბიტიან არქიტექტურაზე. კომპანიის უახლესი მოწყობილობები, მაგალითად, iPhone 5S, მუშაობს ზუსტად ამ Apple A7 ARM პროცესორზე. აღსანიშნავია, რომ ის არ იყენებს Cortex ბირთვებს - ისინი შეიცვალა მწარმოებლის საკუთარი ბირთვებით, სახელწოდებით Swift. 64-ბიტიან პროცესორებზე გადასვლის აუცილებლობის ერთ-ერთი აშკარა მიზეზი არის 4 გბ-ზე მეტი ოპერატიული მეხსიერების მხარდაჭერა და, გარდა ამისა, გაანგარიშებისას გაცილებით დიდი რიცხვების დამუშავების შესაძლებლობა. რა თქმა უნდა, ჯერჯერობით ეს აქტუალურია, უპირველეს ყოვლისა, სერვერებისა და კომპიუტერებისთვის, მაგრამ არ გაგვიკვირდება, თუ რამდენიმე წელიწადში სმარტფონები და პლანშეტები ამხელა ოპერატიული მეხსიერებით გამოჩნდება ბაზარზე. დღეისათვის არაფერია ცნობილი ახალ არქიტექტურაზე ჩიპების და მათი გამოყენებით სმარტფონების წარმოების გეგმების შესახებ, მაგრამ სავარაუდოა, რომ ფლაგმანები სწორედ ამ პროცესორებს მიიღებენ 2014 წელს, როგორც უკვე განაცხადა Samsung-მა.

Cortex-A53

სერია იხსნება Cortex-A53 ბირთვით, რომელიც იქნება Cortex-A9-ის პირდაპირი „მემკვიდრე“. Cortex-A53-ზე დაფუძნებული პროცესორები შესამჩნევად აღემატება Cortex-A9-ზე დაფუძნებულ ჩიპებს, მაგრამ ამავე დროს ინარჩუნებს ენერგიის დაბალ მოხმარებას. ასეთი პროცესორები შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც ინდივიდუალურად, ასევე ARM ​​big.LITTLE კონფიგურაციაში, რომელიც კომბინირებულია იმავე ჩიპსეტზე Cortex-A57 პროცესორთან.

Cortex-A57 პროცესორები, რომლებიც დამზადდება 20 ნანომეტრიანი პროცესის ტექნოლოგიის გამოყენებით, უახლოეს მომავალში ყველაზე მძლავრი ARM პროცესორები უნდა გახდეს. ახალი ბირთვი მნიშვნელოვნად აღემატება თავის წინამორბედს, Cortex-A15-ს, შესრულების სხვადასხვა პარამეტრებში (შედარება შეგიძლიათ იხილოთ ზემოთ), და ARM-ის მიხედვით, რომელიც სერიოზულად მიზნად ისახავს კომპიუტერების ბაზარს, ეს იქნება მომგებიანი გადაწყვეტა ჩვეულებრივი კომპიუტერებისთვის. (ლეპტოპების ჩათვლით), არა მხოლოდ მობილური მოწყობილობებისთვის.

როგორც თანამედროვე პროცესორების ენერგიის მოხმარების პრობლემის მაღალტექნოლოგიური გადაწყვეტა, ARM გვთავაზობს big.LITTLE ტექნოლოგიას, რომლის არსი არის სხვადასხვა ტიპის ბირთვების გაერთიანება ერთ ჩიპზე, ჩვეულებრივ, ენერგიის დაზოგვის ერთნაირი რაოდენობის და მაღალი ხარისხის. პირობა.

არსებობს სამი სქემა სხვადასხვა ტიპის ბირთვების ერთ ჩიპზე მუშაობისთვის: big.LITTLE (მიგრაცია კლასტერებს შორის), big.LITTLE IKS (მიგრაცია ბირთვებს შორის) და big.LITTLE MP (ჰეტეროგენული მრავალპროცესირება).

big.LITTLE (მიგრაცია კლასტერებს შორის)

პირველი ჩიპსეტი, რომელიც დაფუძნებულია ARM big.LITTLE არქიტექტურაზე, იყო Samsung Exynos 5 Octa პროცესორი. იგი იყენებს ორიგინალურ big.LITTLE "4+4" სქემას, რაც ნიშნავს ორ კლასტერში გაერთიანებას (აქედან გამომდინარე, სქემის სახელი) ერთ ჩიპზე ოთხი მაღალი ხარისხის Cortex-A15 ბირთვი რესურსზე ინტენსიური აპლიკაციებისთვის და თამაშებისთვის და ოთხი ენერგეტიკული. Cortex-A7 ბირთვების შენახვა უმეტეს პროგრამებთან ყოველდღიური მუშაობისთვის და მხოლოდ ერთი ტიპის ბირთვს შეუძლია ერთდროულად იმუშაოს. ბირთვების ჯგუფებს შორის გადართვა ხდება თითქმის მყისიერად და მომხმარებლისთვის შეუმჩნევლად, სრულად ავტომატურ რეჟიმში.

big.LITTLE არქიტექტურის უფრო რთული განხორციელება არის რამდენიმე რეალური ბირთვის (ჩვეულებრივ ორი) ერთობლიობა ერთ ვირტუალურ ბირთვში, რომელსაც აკონტროლებს ოპერაციული სისტემის ბირთვი, რომელიც წყვეტს რომელი ბირთვი გამოიყენოს - ენერგოეფექტური თუ პროდუქტიული. რა თქმა უნდა, არის რამდენიმე ვირტუალური ბირთვიც - ილუსტრაციაში ნაჩვენებია IKS სქემის მაგალითი, სადაც ოთხი ვირტუალური ბირთვიდან თითოეული შეიცავს თითო Cortex-A7 და Cortex-A15 ბირთვს.

big.LITTLE MP სქემა ყველაზე „მოწინავეა“ - მასში თითოეული ბირთვი დამოუკიდებელია და საჭიროებისამებრ შეიძლება ჩართოთ OS ბირთვით. ეს ნიშნავს, რომ თუ გამოყენებული იქნება ოთხი Cortex-A7 ბირთვი და იგივე რაოდენობის Cortex-A15 ბირთვი, ARM big.LITTLE MP არქიტექტურაზე აგებული ჩიპსეტი შეძლებს 8 ბირთვის ერთდროულად მუშაობას, მიუხედავად იმისა, რომ ისინი სხვადასხვა ტიპისაა. ამ ტიპის ერთ-ერთი პირველი პროცესორი იყო კომპანიის რვა ბირთვიანი ჩიპი, რომელსაც შეუძლია იმუშაოს საათის სიხშირეზე 2 გჰც, ასევე ვიდეოს ჩაწერა და დაკვრა UltraHD გარჩევადობით.

მომავალი

ამჟამად არსებული ინფორმაციით, უახლოეს მომავალში ARM სხვა კომპანიებთან ერთად გეგმავს შემდეგი თაობის big.LITTLE ჩიპების გამოშვებას, რომელიც გამოიყენებს ახალ Cortex-A53 და Cortex-A57 ბირთვებს. გარდა ამისა, ჩინური მწარმოებელი MediaTek აპირებს ARM big.LITTLE-ზე დაფუძნებული ბიუჯეტის პროცესორების წარმოებას, რომლებიც იმუშავებენ „2+2“ სქემის მიხედვით, ანუ გამოიყენებენ ორ ბირთვიან ორ ჯგუფს.

პროცესორების გარდა, ARM ასევე ავითარებს მალის ოჯახის გრაფიკულ ამაჩქარებლებს. პროცესორების მსგავსად, გრაფიკული ამაჩქარებლები ხასიათდება მრავალი პარამეტრით, მაგალითად, ანტი-ალიასინგის დონე, ავტობუსის ინტერფეისი, ქეში (ულტრა სწრაფი მეხსიერება გამოიყენება ოპერაციული სიჩქარის გასაზრდელად) და „გრაფიკული ბირთვების“ რაოდენობა (თუმცა, როგორც დავწერეთ. წინა სტატიაში, ეს მაჩვენებელი, CPU-ს აღსაწერად გამოყენებულ ტერმინთან მსგავსების მიუხედავად, პრაქტიკულად არ მოქმედებს შესრულებაზე ორი GPU-ს შედარებისას).

პირველი ARM გრაფიკული ამაჩქარებელი იყო ახლა გამოუყენებელი Mali 55, რომელიც გამოიყენებოდა LG Renoir-ის სენსორულ ტელეფონში (დიახ, ყველაზე გავრცელებულ მობილურ ტელეფონში). GPU არ გამოიყენებოდა თამაშებში - მხოლოდ ინტერფეისის გასაფორმებლად და დღევანდელი სტანდარტებით ჰქონდა პრიმიტიული მახასიათებლები, მაგრამ ის გახდა მალის სერიის "წინაპარი".

მას შემდეგ პროგრესმა დიდი გზა გაიარა და ახლა მხარდაჭერილ API-ებს და სათამაშო სტანდარტებს დიდი მნიშვნელობა აქვს. მაგალითად, OpenGL ES 3.0-ის მხარდაჭერა ახლა გამოცხადებულია მხოლოდ ყველაზე მძლავრ პროცესორებში, როგორიცაა Qualcomm Snapdragon 600 და 800, და თუ ვსაუბრობთ ARM პროდუქტებზე, სტანდარტს მხარს უჭერს ამაჩქარებლები, როგორიცაა Mali-T604 (ეს იყო პირველი. ARM GPU დამზადებულია Midgard-ის ახალ მიკროარქიტექტურაზე), Mali-T624, Mali-T628, Mali-T678 და სხვა მახასიათებლებით მსგავსი ჩიპები. ესა თუ ის GPU, როგორც წესი, მჭიდროდ არის დაკავშირებული ბირთვთან, მაგრამ, მიუხედავად ამისა, ცალკე მითითებულია, რაც ნიშნავს, რომ თუ თამაშებში გრაფიკის ხარისხი თქვენთვის მნიშვნელოვანია, მაშინ აზრი აქვს გადახედოთ სახელს. ამაჩქარებელი სმარტფონის ან ტაბლეტის სპეციფიკაციებში.

ARM-ს ასევე აქვს გრაფიკული ამაჩქარებლები შუა სეგმენტის სმარტფონებისთვის თავის ხაზში, რომელთაგან ყველაზე გავრცელებულია Mali-400 MP და Mali-450 MP, რომლებიც განსხვავდებიან უფროსი ძმებისგან შედარებით დაბალი შესრულებით და API-ების შეზღუდული ნაკრებით და მხარდაჭერილი სტანდარტებით. ამის მიუხედავად, ამ GPU-ების გამოყენება გრძელდება ახალ სმარტფონებში, მაგალითად, Zopo ZP998, რომელმაც მიიღო Mali-450 MP4 გრაფიკული ამაჩქარებელი (Mali-450 MP-ის გაუმჯობესებული მოდიფიკაცია) რვა ბირთვიანი MTK6592 პროცესორის გარდა.

სავარაუდოდ, სმარტფონები უახლესი ARM გრაფიკული ამაჩქარებლებით უნდა გამოჩნდნენ 2014 წლის ბოლოს: Mali-T720, Mali-T760 და Mali-T760 MP, რომლებიც დაინერგა 2013 წლის ოქტომბერში. Mali-T720 იქნება ახალი GPU დაბალფასიანი სმარტფონებისთვის და პირველი GPU ამ სეგმენტში, რომელიც მხარს უჭერს Open GL ES 3.0. Mali-T760, თავის მხრივ, გახდება ერთ-ერთი ყველაზე ძლიერი მობილური გრაფიკული ამაჩქარებელი: მითითებული მახასიათებლების მიხედვით, GPU-ს აქვს 16 გამოთვლითი ბირთვი და აქვს მართლაც უზარმაზარი გამოთვლითი ძალა, 326 Gflops, მაგრამ, ამავე დროს, ოთხჯერ. ნაკლები ენერგიის მოხმარება, ვიდრე ზემოთ ნახსენები Mali-T604.

CPU-ების და GPU-ების როლი ARM-დან ბაზარზე

იმისდა მიუხედავად, რომ ARM არის ამავე სახელწოდების არქიტექტურის ავტორი და შემქმნელი, რომელიც, ვიმეორებთ, ახლა გამოიყენება მობილური პროცესორების აბსოლუტურ უმრავლესობაში, მისი გადაწყვეტილებები ბირთვებისა და გრაფიკული ამაჩქარებლების სახით არ არის პოპულარული მთავარ სმარტფონებში. მწარმოებლები. მაგალითად, სამართლიანად ითვლება, რომ Android OS-ის ფლაგმანურ კომუნიკატორებს უნდა ჰქონდეთ Snapdragon პროცესორი Krait ბირთვით და Adreno გრაფიკული ამაჩქარებელი იმავე კომპანიისგან, რომლებიც გამოიყენება სმარტფონებში Windows Phone-ზე, და მაგალითად, გაჯეტების ზოგიერთი მწარმოებელი; Apple, განავითარეთ საკუთარი ბირთვები. რატომ არის ეს მდგომარეობა ამჟამად?

შესაძლოა ზოგიერთი მიზეზი უფრო ღრმა იყოს, მაგრამ ერთ-ერთი მათგანია ARM-ის CPU-ების და GPU-ების მკაფიო პოზიციონირების ნაკლებობა სხვა კომპანიების პროდუქტებს შორის, რის შედეგადაც კომპანიის განვითარება აღიქმება, როგორც ძირითადი კომპონენტები B-ში გამოსაყენებლად. -ბრენდის მოწყობილობები, იაფი სმარტფონები და უფრო მომწიფებული გადაწყვეტილებების შექმნა. მაგალითად, Qualcomm იმეორებს თითქმის ყველა პრეზენტაციაზე, რომ მისი ერთ-ერთი მთავარი მიზანი ახალი პროცესორების შექმნისას არის ენერგიის მოხმარების შემცირება და მისი Krait ბირთვები, რომლებიც მოდიფიცირებულია Cortex ბირთვით, მუდმივად აჩვენებენ უფრო მაღალ შედეგებს. მსგავსი განცხადება ეხება Nvidia-ს ჩიპსეტებს, რომლებიც ორიენტირებულია თამაშებზე, მაგრამ რაც შეეხება Exynos პროცესორებს Samsung-ისგან და A-სერიის Apple-ისგან, მათ აქვთ საკუთარი ბაზარი იმავე კომპანიების სმარტფონებში დაყენების გამო.

ზემოაღნიშნული საერთოდ არ ნიშნავს იმას, რომ ARM-ის განვითარება მნიშვნელოვნად უარესია, ვიდრე მესამე მხარის კომპანიების პროცესორები და ბირთვები, მაგრამ ბაზარზე კონკურენცია საბოლოო ჯამში მხოლოდ სმარტფონის მყიდველებს სარგებელს მოუტანს. შეიძლება ითქვას, რომ ARM გვთავაზობს რამდენიმე ბლანკს, ლიცენზიის შეძენით, რომლისთვისაც მწარმოებლებს შეუძლიათ დამოუკიდებლად შეცვალონ ისინი.

დასკვნა

ARM არქიტექტურაზე დაფუძნებულმა მიკროპროცესორებმა წარმატებით დაიპყრეს მობილური მოწყობილობების ბაზარი მათი დაბალი ენერგიის მოხმარებისა და შედარებით მაღალი გამოთვლითი სიმძლავრის გამო. ადრე, სხვა RISC არქიტექტურები კონკურენციას უწევდა ARM-ს, მაგალითად, MIPS-ს, მაგრამ ახლა მას მხოლოდ ერთი სერიოზული კონკურენტი დარჩა - Intel x86 არქიტექტურით, რომელიც, სხვათა შორის, მიუხედავად იმისა, რომ იგი აქტიურად იბრძვის ბაზრის წილისთვის, ჯერ არ არის აღქმული. სერიოზულად ან მომხმარებლების ან უმრავლესობის მწარმოებლების მიერ, განსაკუთრებით მასზე დაფუძნებული ფლაგმანების ვირტუალური არარსებობის გათვალისწინებით (Lenovo K900 ვეღარ გაუწევს კონკურენციას ARM პროცესორების უახლესი დონის სმარტფონებს).



გაქვთ შეკითხვები?

შეატყობინეთ შეცდომას

ტექსტი, რომელიც გაეგზავნება ჩვენს რედაქტორებს:

გაგზავნა