Čitatelia ako vy pomáhajú podporovať MUO. Keď uskutočníte nákup pomocou odkazov na našej stránke, môžeme získať pridruženú províziu.
Procesor je mozgom každého počítača a neustále sa vyvíja s cieľom zvýšiť efektivitu. Konštrukcia procesora určuje, koľko pokynov dokáže vykonať a ako rýchlo a efektívne ich dokáže vykonať. RISC, RISC-V a ARM sú pojmy používané v návrhu procesora na označenie typu procesora, ktorý používa špecifický typ architektúry inštrukčnej sady (ISA).
Hoci sa bežne nepoužívajú v bežných počítačoch, tieto procesory poháňajú smartfóny, mikrokontroléry, jednodoskové počítače a všetky druhy zariadení internetu vecí. Čítajte ďalej a dozviete sa viac o nich a ich rozdieloch.
Vysvetlenie architektúry súboru inštrukcií a RISC
Môže byť ťažké pochopiť rozdiel medzi RISC, RISC-V a ARM, ak neviete ako CPU fungujú a spúšťajú kód. Takže predtým, ako začneme porovnávať pojmy, poďme sa najprv porozprávať o architektúre inštrukčnej sady a ako sa líši od toho, čo používa váš bežný počítačový procesor.
Či už ide o mikroprocesor, mikropočítač alebo bežný stolný počítač, všetky ich procesory používajú architektúru inštrukčnej sady (ISA). ISA je časť procesora, ktorá obsahuje všetky základné inštrukcie, ktoré môže procesor vykonať. Tieto inštrukcie sú stavebnými kameňmi počítačového programu. Zvyčajne nie sú zložitejšie ako vaše základné sčítanie a odčítanie.
Vo všeobecnosti na trhu obiehajú dva typy ISA. Sú to architektúry RISC a CISC. RISC znamená počítač s redukovanou inštrukčnou sadou, zatiaľ čo CISC znamená počítač s komplexnou inštrukčnou sadou. Obe architektúry sú dnes prevládajúce, pričom x86 (procesory Intel a AMD) je špičkový procesor využívajúci CISC a ARM (procesory Qualcomm a MediaTek) ako najobľúbenejšiu architektúru RISC.
RISC je v podstate počítačová architektúra navrhnutá a optimalizovaná tak, aby používala menej inštrukcií ako jej náprotivky CISC. Tento menší počet inštrukcií a ďalšie optimalizačné technológie používané v architektúre RISC umožňujú tieto typy procesory využívajú menej energie, vďaka čomu sú ideálne pre smartfóny, fotoaparáty, inteligentné hodinky a všetky druhy internetu vecí zariadení.
Čo je ARM?
Zistili sme, že procesory ARM sú jedny z najlepších RISC architektúr na trhu. Takže, čo presne je ARM a prečo sú najobľúbenejšie procesory RISC?
Pred RISC-V (o ktorom budeme hovoriť čoskoro) boli procesory založené na ARM jedinou možnosťou pre každého, kto chcel vytvoriť elektronický produkt pomocou vlastných vlastných procesorov.
Arm (s malým písmenom „rm“) Ltd. je spoločnosť, ktorá navrhuje a licencuje čipy pre rôznych výrobcov hardvéru, ako sú Apple, MediaTek, Qualcomm a menšie spoločnosti ako PINE64. Používajú vlastný uzavretý zdroj ARM ISA na navrhovanie vysoko efektívnych mikroprocesorov a systémov na čipe (SoC). Všetky návrhy vyrobené spoločnosťou Arm sú známe ako procesory Advanced RISC Machine alebo jednoducho procesory ARM (všetky veľké písmená).
Okrem toho, že je Arm jednou z prvých spoločností, ktorá predáva a vyrába návrhy čipov na mieru, dokázala byť dominantným dizajnérom čipov RISC vďaka neustálym inováciám s procesormi ARM ISA a ARM dizajnov.
Podobne ako APU od AMD, ktoré kombinuje CPU a GPU do jednej matrice, je známe, že procesory ARM kombinujú CPU, GPU, pamäť, DSP a rôzne modemy všetko v jednej matrici alebo čipe – toto sa nazýva Systém na čipe (SoC). Táto úzka integrácia viacerých modulov umožnila procesorom ARM byť rýchle a efektívne.
Čo je RISC-V?
RISC-V je otvorený štandard ISA vyvinutý na Kalifornskej univerzite v Berkeley. Tento ISA neprináša na trh žiadnu novú technológiu, no mnohí špekulujú, že ide o budúcnosť procesorov založených na RISC. Prečo teda?
RISC-V si získal pozornosť spoločností ako Amazon, Google, Qualcomm, Intel, Rockchip, SiFive, Sony, ZTE a Western Digital. Je to preto, že RISC-V je ISA s otvoreným štandardom. RISC-V International (neziskové združenie pre RISC-V) umožňuje komukoľvek používať RISC-V ISA na svojich procesoroch bez platenia poplatku.
Skvelá vec na RISC-V je jeho schopnosť rozšíriť inštrukčnú sadu na základe akýchkoľvek procesov, ktoré bude váš čip potrebovať pre daný produkt. RISC-V začína len so základnou inštrukčnou sadou 47 inštrukcií. Tieto pokyny obsahujú všetky základné funkcie, ktoré čip potrebuje na fungovanie a vykonávanie základných úloh.
Dizajnéri si potom budú môcť vybrať, ktoré inštrukcie pridajú do základnej sady inštrukcií, aby čipu poskytli všetky funkcie, ktoré potrebuje, bez akýchkoľvek ďalších nadbytočných funkcií, ktoré by nepoužil.
Hoci je RISC-V stále relatívne nový ISA, jeho potenciál poskytovať nákladovo efektívne a vysoko efektívne špecializované čipy pre rôzne aplikácie je to, čo z neho robí špeciálny ISA.
ARM alebo RISC V? Ktorý je lepší?
ARM a RISC-V sú ISA, ktoré sa riadia filozofiou dizajnu RISC, takže ktorý z nich je lepší?
Na porovnanie je tu porovnanie výkonu medzi procesorom SiFive P670 vs. Procesor Arm's Cortex-A78:
Ako môžete vidieť na obrázku, Cortex-A78 je mierne pred P670, pokiaľ ide o špičkový výkon jedného vlákna. Hoci Cortex-A78 vyhráva v surovom výkone, P670 zdvojnásobuje výpočtovú hustotu Cortex-A78. To znamená, že procesor P670 od SiFive poskytuje porovnateľný špičkový výkon s jedným vláknom ako Cortex-A78, čo je dvojnásobok fyzickej veľkosti P670.
V tomto porovnaní procesor SiFive P670 vyhráva nad Cortex-A78 od spoločnosti Arm, pretože poskytuje porovnateľný výkon s jedným vláknom pri polovičnej veľkosti. Mali by ste však tiež poznamenať, že Cortex-A78 bol vydaný v decembri 2020 prostredníctvom Vivo X60 a X60 Pro, zatiaľ čo P670 bol práve ohlásený prvého novembra 2022.
To je asi dvojročný rozdiel, pokiaľ ide o výskum a vývoj. Najnovšie procesory Arm teraz bežia na ARMv9 ISA, čo výrazne zlepšuje ARMv8, ktorý používa Cortex-A78. Pre predstavu, najnovšie procesory ARMv9 poskytujú približne o 30 % vyšší výkon a sú o 50 % energeticky účinnejšie.
Čo sa týka surového výkonu, stále vedú procesory ARM. Ale keďže P670 od SiFive poskytuje dvojnásobnú výpočtovú hustotu oproti Cortex-A78, zdá sa, že procesory RISC-V majú výhodu oproti procesorom ARM, pokiaľ ide o nositeľné technológie, ktoré výrazne profitujú z používania menších rozmerov spracovateľov.
RISC, RISC-V a ARM sú rôzne architektúry inštrukčných súborov
Stručne povedané, RISC je filozofia dizajnu, ktorá používa menej inštrukcií, ako by ste našli na bežnom stolnom procesore, akým je x86. Kratšie a menej inštrukcií umožňuje procesorom RISC, aby boli vysoko energeticky efektívne.
ARM je uzavretý zdroj ISA založený na RISC, ktorý je licencovaný spoločnostiam pre ich procesory a SoC. ARM ISA umožňuje spoločnosti Arm navrhovať vysokovýkonné RISC procesory, ako sú čipy Apple M1. Na druhej strane, RISC-V je otvorený štandard ISA založený na RISC, ktorý môže ktokoľvek použiť na navrhovanie vlastných čipov bez platenia licenčných poplatkov. Jeho open source povaha umožňuje RISC-V ISA ďalej upravovať a rozširovať na výrobu špecializovaných čipov pre špecifické úlohy.
Aj keď sa to nemusí zdať až také dôležité, táto prebiehajúca súťaž medzi ARM a RISC-V bude určite prínosom pre všetkých spotrebiteľov, najmä pokiaľ ide o zariadenia internetu vecí, mikrokontroléry, jednodoskové počítače a vreckové zariadenia, ako sú smartfóny a tablety. A ktovie, s čipmi Apple M1 ako dôkazom môžu procesory založené na RISC skutočne konkurovať procesorom x86 skôr, ako sa očakávalo.