Kaltaisesi lukijat auttavat tukemaan MUO: ta. Kun teet ostoksen käyttämällä sivustollamme olevia linkkejä, voimme ansaita kumppanipalkkion.
Prosessori on jokaisen tietokoneen aivot, ja sitä kehitetään jatkuvasti tehokkuuden parantamiseksi. Prosessorin suunnittelu määrittää, kuinka monta käskyä se pystyy tekemään ja kuinka nopeasti ja tehokkaasti se pystyy suorittamaan ne. RISC, RISC-V ja ARM ovat termejä, joita käytetään prosessorin suunnittelussa osoittamaan prosessorityyppiä, joka käyttää tietyntyyppistä käskysarjaarkkitehtuuria (ISA).
Vaikka näitä prosessoreita ei yleisesti käytetä yleisissä tietokoneissa, ne toimivat älypuhelimissa, mikro-ohjaimissa, yksilevytietokoneissa ja kaikenlaisissa IoT-laitteissa. Lue lisää saadaksesi lisätietoja niistä ja niiden eroista.
Selitetään ohjesarjan arkkitehtuuri ja RISC
Voi olla vaikea ymmärtää eroa RISC: n, RISC-V: n ja ARM: n välillä, jos et tiedä miten prosessorit toimivat ja suorittavat koodia. Joten ennen kuin alamme vertailla termejä, puhukaamme ensin käskysarjan arkkitehtuurista ja siitä, kuinka se eroaa tavallisesta tietokoneesi prosessorista.
Olipa kyseessä mikroprosessori, mikrotietokone tai tavallinen pöytätietokone, niiden prosessorit käyttävät kaikki käskysarjaarkkitehtuuria (ISA). ISA on prosessorin osa, joka sisältää kaikki perusohjeet, jotka prosessori voi suorittaa. Nämä ohjeet ovat tietokoneohjelman rakennuspalikoita. Ne eivät yleensä ole monimutkaisempia kuin perus- ja vähennyslasku.
Yleisesti ottaen markkinoilla on kahdenlaisia ISA: ta. Ne ovat RISC- ja CISC-arkkitehtuurit. RISC tarkoittaa Reduced Instruction Set Computeria, kun taas CISC tarkoittaa Complex Instruction Set Computeria. Molemmat arkkitehtuurit ovat yleisiä nykyään, ja x86 (Intel- ja AMD-prosessorit) on paras prosessori, joka käyttää CISC- ja ARM-prosessoreja (Qualcomm- ja MediaTek-prosessorit) suosituimpana RISC-arkkitehtuurina.
Pohjimmiltaan RISC on tietokonearkkitehtuuri, joka on suunniteltu ja optimoitu käyttämään vähemmän käskyjä kuin sen CISC-vastineet. Nämä harvemmat käskyt ja muu RISC-arkkitehtuurissa käytetty optimointitekniikka mahdollistavat tämän tyyppiset prosessorit kuluttavat vähemmän virtaa, mikä tekee niistä ihanteellisia älypuhelimille, kameroille, älykelloille ja kaikenlaiselle IoT: lle laitteet.
Mikä on ARM?
Olemme todenneet, että ARM-prosessorit ovat markkinoiden parhaita RISC-arkkitehtuuria. Joten mikä tarkalleen on ARM, ja miksi ne ovat suosituimpia RISC-prosessoreja?
Ennen RISC-V: tä (josta puhumme pian) ARM-pohjaiset prosessorit olivat ainoa vaihtoehto kaikille, jotka halusivat rakentaa elektronisen tuotteen omilla mukautetuilla prosessorillaan.
Arm (pienellä kirjaimella "rm") Ltd. on yritys, joka suunnittelee ja lisensoi siruja eri laitevalmistajille, kuten Applelle, MediaTekille, Qualcommille ja pienemmille yrityksille, kuten PINE64. He käyttävät omaa suljetun lähdekoodin ARM ISA: ta erittäin tehokkaiden mikroprosessorien ja system-on-a-chip (SoC) suunnitteluun. Kaikki Armin tekemät mallit tunnetaan Advanced RISC Machine -prosessoreina tai yksinkertaisesti ARM-prosessoreina (kaikki isot kirjaimet).
Sen lisäksi, että Arm on yksi ensimmäisistä yrityksistä, joka myi ja räätälöi sirumalleja, se on onnistunut olemaan hallitseva RISC-sirusuunnittelija, koska se tekee jatkuvasti innovaatioita ARM ISA: n ja ARM-prosessorin kanssa mallit.
Aivan kuten AMD: n APU, joka yhdistää CPU: n ja GPU: n yhdeksi muottiksi, ARM-prosessorien tiedetään yhdistävän CPU: n, GPU: n, muistin, DSP: n ja erilaiset modeemit kaikki yhdessä muottissa tai sirussa – tätä kutsutaan ns. Järjestelmä sirulla (SoC). Tämä useiden moduulien tiivis integrointi on mahdollistanut ARM-prosessorien nopean ja tehokkaan käytön.
Mikä on RISC-V?
RISC-V on avoimen standardin ISA, joka on kehitetty Kalifornian yliopistossa Berkeleyssä. Tämä ISA ei tuo markkinoille mitään uutta teknologiaa, mutta monet uskovat sen olevan RISC-pohjaisten prosessorien tulevaisuus. Joten miksi se on?
RISC-V on saanut huomiota sellaisilta yrityksiltä kuin Amazon, Google, Qualcomm, Intel, Rockchip, SiFive, Sony, ZTE ja Western Digital. Tämä johtuu siitä, että RISC-V on avoimen standardin ISA. RISC-V International (RISC-V: n voittoa tavoittelematon yhdistys) antaa kenen tahansa käyttää RISC-V ISA: ta prosessorissaan ilman maksua.
Hienoa RISC-V: ssä on sen kyky laajentaa ohjesarjaa sen mukaan, mitä prosesseja siru tarvitsee tietylle tuotteelle. RISC-V alkaa vain 47 käskyn peruskäskysarjalla. Nämä ohjeet sisältävät kaikki perustoiminnot, joita siru tarvitsee toimiakseen ja suorittaakseen perustehtäviä.
Suunnittelijat voivat sitten vapaasti valita, mitkä ohjeet lisätään peruskäskyjoukkoon, jotta sirulle saadaan kaikki sen tarvitsemat toiminnot ilman ylimääräisiä bloat-toimintoja, joita se ei käyttäisi.
Vaikka RISC-V on vielä suhteellisen uusi ISA, sen mahdollisuudet tarjota kustannustehokkaita ja erittäin tehokkaita erikoissiruja erilaisiin sovelluksiin tekevät siitä erityisen ISA: n.
ARM vai RISC V? Kumpi on parempi?
ARM ja RISC-V ovat ISA: ita, jotka noudattavat RISC-suunnittelufilosofiaa, joten kumpi on parempi?
Vertailun vuoksi tässä on suorituskykyvertailu SiFiven P670-prosessorin vs. Armin Cortex-A78-prosessori:
Kuten kuvasta näkyy, Cortex-A78 on hieman edellä P670:tä yksisäikeisen huippusuorituskyvyn suhteen. Vaikka Cortex-A78 voittaa raakasuorituskyvyn, P670 kaksinkertaistaa Cortex-A78:n laskentatiheyden. Tämä tarkoittaa, että SiFiven P670-prosessori tarjoaa vertailukelpoisen huippusuorituskyvyn Cortex-A78:aan verrattuna, joka on kaksi kertaa P670:n fyysinen koko.
Tässä vertailussa SiFiven P670-prosessori voittaa Arm's Cortex-A78:n tarjoten vertailukelpoisen yksisäikeisen suorituskyvyn puolet pienemmällä koosta. Sinun tulee kuitenkin myös huomata, että Cortex-A78 julkaistiin joulukuussa 2020 Vivo X60:n ja X60 Pron kautta, kun taas P670 julkistettiin juuri ensimmäisenä marraskuuta 2022.
Ero tutkimuksessa ja kehityksessä on noin kaksi vuotta. Armin uusimmat prosessorit toimivat nyt ARMv9 ISA: lla, mikä parantaa merkittävästi Cortex-A78:n käyttämää ARMv8:aa. Perspektiivistä katsottuna uusimmat ARMv9-prosessorit tarjoavat noin 30 % paremman suorituskyvyn ja 50 % energiatehokkaampia.
Joten raakasuorituskyvyn suhteen ARM-prosessorit ovat edelleen johtoasemassa. Mutta kun SiFiven P670 tarjoaa kaksinkertaisen laskentatiheyden Cortex-A78:aan verrattuna, RISC-V-prosessoreilla näyttää olevan etu ARM-prosessoreihin verrattuna puettavien teknologioiden suhteen, jotka hyötyvät suuresti pienemmän koon käytöstä prosessorit.
RISC, RISC-V ja ARM ovat erilaisia käskysarjaarkkitehtuureja
Yhteenvetona voidaan todeta, että RISC on suunnittelufilosofia, joka käyttää vähemmän ohjeita kuin tavallisessa pöytäkoneen prosessorissa, kuten x86:ssa. Lyhyemmät ja pienemmät käskyt mahdollistavat RISC-prosessorien tehokkuuden.
ARM on suljetun lähdekoodin RISC-pohjainen ISA, joka on lisensoitu yrityksille niiden prosessoreihin ja SoC: ihin. ARM ISA antaa Armille mahdollisuuden suunnitella korkean suorituskyvyn RISC-prosessoreja, kuten Applen M1-siruja. Toisaalta RISC-V on avoimen standardin RISC-pohjainen ISA, jonka avulla kuka tahansa voi suunnitella omia sirujaan ilman lisenssimaksuja. Sen avoimen lähdekoodin luonne mahdollistaa RISC-V ISA: n edelleen muokkaamisen ja laajentamisen erikoistuneiden sirujen valmistamiseksi tiettyjä tehtäviä varten.
Vaikka se ei ehkä vaikutakaan kovin tärkeältä, tämä jatkuva kilpailu ARM: n ja RISC-V: n välillä hyödyttää varmasti kaikkia kuluttajia. varsinkin kun on kyse IoT-laitteista, mikro-ohjaimista, yksilevyisistä tietokoneista ja kannettavista laitteista, kuten älypuhelimista ja tableteista. Ja kuka tietää, Applen M1-sirujen todisteena RISC-pohjaiset prosessorit voivat itse asiassa kilpailla x86-prosessorien kanssa odotettua aikaisemmin.