Cititorii ca tine ajută la sprijinirea MUO. Când efectuați o achiziție folosind link-uri de pe site-ul nostru, este posibil să câștigăm un comision de afiliat.
Procesorul este creierul oricărui computer și evoluează constant pentru a îmbunătăți eficiența. Designul unui procesor determină câte instrucțiuni poate face și cât de rapid și eficient le poate executa. RISC, RISC-V și ARM sunt termeni utilizați în proiectarea procesorului pentru a desemna un tip de procesor care utilizează un anumit tip de arhitectură de set de instrucțiuni (ISA).
Deși nu sunt utilizate în mod obișnuit în computerele obișnuite, aceste procesoare alimentează smartphone-uri, microcontrolere, computere cu o singură placă și tot felul de dispozitive IoT. Citiți mai departe pentru a afla mai multe despre ele și diferențele lor.
Explicarea arhitecturii setului de instrucțiuni și RISC
Poate fi greu de înțeles diferența dintre RISC, RISC-V și ARM dacă nu știi cum funcționează procesoarele și cum execută codul. Așadar, înainte de a începe să comparăm termenii, să vorbim mai întâi despre arhitectura setului de instrucțiuni și despre cum diferă de ceea ce folosește procesorul obișnuit al computerului.
Fie că este vorba despre un microprocesor, un microcomputer sau un computer desktop obișnuit, procesoarele lor folosesc toate o arhitectură de set de instrucțiuni (ISA). Un ISA este partea procesorului care conține toate instrucțiunile de bază pe care un procesor le poate executa. Aceste instrucțiuni sunt elementele de bază ale unui program de calculator. De obicei, ele nu sunt mai complexe decât adunarea și scăderea de bază.
În general, există două tipuri de ISA care circulă pe piață. Acestea sunt arhitecturile RISC și CISC. RISC înseamnă Reduced Instruction Set Computer, în timp ce CISC înseamnă Complex Instruction Set Computer. Ambele arhitecturi sunt predominante astăzi, x86 (procesoare Intel și AMD) fiind procesorul de top, utilizând CISC și ARM (procesoare Qualcomm și MediaTek) ca cea mai populară arhitectură RISC.
Practic, RISC este o arhitectură de computer concepută și optimizată pentru a utiliza mai puține instrucțiuni decât omologii săi CISC. Aceste mai puține instrucțiuni și alte tehnologii de optimizare utilizate în arhitectura RISC permit aceste tipuri de procesoarelor să utilizeze mai puțină energie, făcându-le ideale pentru smartphone-uri, camere foto, ceasuri inteligente și toate tipurile de IoT dispozitive.
Ce este ARM?
Am stabilit că procesoarele ARM sunt unele dintre cele mai bune arhitecturi RISC de pe piață. Deci, ce este exact ARM și de ce sunt cele mai populare procesoare RISC?
Înainte de RISC-V (despre care vom vorbi în scurt timp), procesoarele bazate pe ARM erau singura opțiune pentru oricine dorea să construiască un produs electronic folosind propriile procesoare personalizate.
Arm (cu „rm” minuscul) Ltd. este o companie care proiectează și licențiază cipuri pentru diverși producători de hardware, cum ar fi Apple, MediaTek, Qualcomm și companii mai mici precum PINE64. Ei își folosesc propriul ARM ISA cu sursă închisă pentru a proiecta microprocesoare extrem de eficiente și sistem-on-a-chip (SoC). Toate modelele realizate de Arm sunt cunoscute ca procesoare Advanced RISC Machine sau pur și simplu procesoare ARM (toate majuscule).
Pe lângă faptul că a fost una dintre primele companii care a vândut și a creat modele de cipuri personalizate, Arm a reușit să fie designer dominant de cipuri RISC datorită inovațiilor sale continue cu ARM ISA și procesorul ARM desene.
La fel ca APU-ul AMD, care combină CPU și GPU într-o singură matriță, procesoarele ARM sunt cunoscute că combină CPU, GPU, memorie, DSP și diverse modemuri, toate într-o singură matriță sau cip - acest lucru se numește Sistem pe un cip (SoC). Această integrare strânsă a mai multor module a permis procesoarelor ARM să fie rapide și eficiente.
Ce este RISC-V?
RISC-V este un ISA standard deschis dezvoltat la Universitatea din California, Berkeley. Acest ISA nu introduce nicio tehnologie nouă pe piață, totuși mulți speculează că este viitorul procesoarelor bazate pe RISC. Deci de ce este?
RISC-V a atras atenția unor companii precum Amazon, Google, Qualcomm, Intel, Rockchip, SiFive, Sony, ZTE și Western Digital. Acest lucru se datorează faptului că RISC-V este un ISA standard deschis. RISC-V International (o asociație non-profit pentru RISC-V) permite oricui să folosească RISC-V ISA pe procesoarele lor fără a plăti o taxă.
Lucrul minunat despre RISC-V este capacitatea sa de a extinde setul de instrucțiuni pe baza oricăror procese de care va avea nevoie cipul dumneavoastră pentru un anumit produs. RISC-V începe doar cu un set de instrucțiuni de bază de 47 de instrucțiuni. Aceste instrucțiuni includ toate funcționalitățile de bază de care un cip are nevoie pentru a funcționa și pentru a efectua sarcini de bază.
Designerii vor fi apoi liberi să aleagă ce instrucțiuni să adauge la setul de instrucțiuni de bază pentru a oferi cipului toate funcționalitățile de care are nevoie, fără funcționalități suplimentare pe care nu le-ar folosi.
Deși RISC-V este încă un ISA relativ nou, potențialul său de a oferi cipuri specializate rentabile și extrem de eficiente pentru diverse aplicații este ceea ce îl face un ISA special.
ARM sau RISC V? Care e mai bun?
ARM și RISC-V sunt ISA-uri care urmează filozofia de proiectare RISC, deci care dintre ele este mai bună?
Pentru a compara, iată comparația performanței dintre procesorul SiFive P670 vs. Procesorul Arm’s Cortex-A78:
După cum puteți vedea în ilustrație, Cortex-A78 este ușor înaintea lui P670 în ceea ce privește performanța maximă cu un singur fir. Deși Cortex-A78 câștigă în performanță brută, P670 dublează densitatea de calcul a lui Cortex-A78. Aceasta înseamnă că procesorul P670 de la SiFive oferă performanțe de vârf comparabile cu un singur fir față de Cortex-A78, care este de două ori dimensiunea fizică a lui P670.
În această comparație, procesorul SiFive P670 câștigă față de Arm's Cortex-A78 pentru a oferi performanțe comparabile cu un singur fir la jumătate din dimensiune. Cu toate acestea, ar trebui să rețineți că Cortex-A78 a fost lansat în decembrie 2020 prin Vivo X60 și X60 Pro, în timp ce P670 tocmai a fost anunțat la 1 noiembrie 2022.
Este vorba despre o diferență de doi ani în ceea ce privește cercetarea și dezvoltarea. Cele mai recente procesoare Arm rulează acum pe ARMv9 ISA, îmbunătățind semnificativ ARMv8 pe care îl folosește Cortex-A78. Pentru a pune acest lucru în perspectivă, cele mai recente procesoare ARMv9 oferă performanțe cu aproximativ 30% mai mari și sunt cu 50% mai eficiente din punct de vedere energetic.
Deci, în ceea ce privește performanța brută, procesoarele ARM sunt încă în frunte. Dar, având în vedere că P670 de la SiFive oferă o densitate de calcul de două ori mai mare decât Cortex-A78, procesoarele RISC-V par să aibă o avantaj față de procesoarele ARM în ceea ce privește tehnologiile purtabile care beneficiază foarte mult de utilizarea de dimensiuni mai mici procesoare.
RISC, RISC-V și ARM sunt arhitecturi diferite de seturi de instrucțiuni
În rezumat, RISC este o filozofie de design care utilizează mai puține instrucțiuni decât ați găsi pe un procesor desktop obișnuit precum x86. Având instrucțiuni mai scurte și mai puține, procesoarele RISC sunt extrem de eficiente din punct de vedere energetic.
ARM este un ISA cu sursă închisă bazat pe RISC, care este licențiat companiilor pentru procesoarele și SoC-urile lor. ARM ISA îi permite lui Arm să proiecteze procesoare RISC de înaltă performanță, cum ar fi cipurile M1 de la Apple. Pe de altă parte, RISC-V este un ISA standard deschis bazat pe RISC pe care oricine îl poate folosi pentru a-și proiecta propriile cipuri fără a plăti taxe de licență. Natura sa open-source permite ca RISC-V ISA să fie modificat și extins în continuare pentru a face cipuri specializate pentru sarcini specifice.
Deși s-ar putea să nu pară atât de important, această competiție continuă între ARM și RISC-V va beneficia cu siguranță tuturor consumatorilor, mai ales când vine vorba de dispozitive IoT, microcontrolere, computere cu o singură placă și dispozitive portabile, cum ar fi smartphone-uri și tablete. Și cine știe, având ca dovadă chipurile M1 de la Apple, procesoarele bazate pe RISC pot concura de fapt cu procesoarele x86 mai devreme decât se aștepta.
