Bralci, kot ste vi, pomagajo podpirati MUO. Ko opravite nakup prek povezav na našem spletnem mestu, lahko zaslužimo partnersko provizijo.
Procesor je možgani vsakega računalnika in se nenehno razvija, da bi izboljšal učinkovitost. Zasnova procesorja določa, koliko ukazov lahko izvede ter kako hitro in učinkovito jih lahko izvede. RISC, RISC-V in ARM so izrazi, ki se uporabljajo pri oblikovanju procesorja za označevanje vrste procesorja, ki uporablja določeno vrsto arhitekture nabora ukazov (ISA).
Čeprav se običajno ne uporabljajo v običajnih računalnikih, ti procesorji poganjajo pametne telefone, mikrokontrolerje, računalnike z eno ploščo in vse vrste naprav IoT. Preberite, če želite izvedeti več o njih in njihovih razlikah.
Razlaga arhitekture nabora ukazov in RISC
Morda je težko razumeti razliko med RISC, RISC-V in ARM, če ne poznate kako procesorji delujejo in izvajajo kodo. Torej, preden začnemo primerjati izraze, se najprej pogovorimo o arhitekturi nabora ukazov in o tem, kako se razlikuje od tega, kar uporablja vaš običajni računalniški procesor.
Ne glede na to, ali gre za mikroprocesor, mikroračunalnik ali običajen namizni računalnik, vsi procesorji uporabljajo arhitekturo nabora ukazov (ISA). ISA je del procesorja, ki vsebuje vsa osnovna navodila, ki jih procesor lahko izvede. Ta navodila so gradniki računalniškega programa. Običajno niso bolj zapleteni od vašega osnovnega seštevanja in odštevanja.
Na splošno obstajata dve vrsti ISA, ki krožita na trgu. To sta arhitekturi RISC in CISC. RISC je kratica za Reduced Instruction Set Computer, medtem ko CISC pomeni Complex Instruction Set Computer. Obe arhitekturi sta danes razširjeni, pri čemer je x86 (procesorja Intel in AMD) najboljši procesor, ki uporablja CISC in ARM (procesorja Qualcomm in MediaTek) kot najbolj priljubljeni arhitekturi RISC.
V bistvu je RISC računalniška arhitektura, zasnovana in optimizirana za uporabo manj navodil kot njegovi kolegi CISC. Teh manj navodil in druge optimizacijske tehnologije, ki se uporabljajo v arhitekturi RISC, omogočajo te vrste procesorji porabijo manj energije, zaradi česar so idealni za pametne telefone, fotoaparate, pametne ure in vse vrste interneta stvari naprave.
Kaj je ARM?
Ugotovili smo, da so procesorji ARM ena najboljših arhitektur RISC na trgu. Torej, kaj točno je ARM in zakaj so najbolj priljubljeni procesorji RISC?
Pred RISC-V (o katerem bomo kmalu govorili) so bili procesorji na osnovi ARM edina možnost za vsakogar, ki je želel izdelati elektronski izdelek z lastnimi procesorji po meri.
Arm (z malimi črkami "rm") Ltd. je podjetje, ki oblikuje in licencira čipe za različne proizvajalce strojne opreme, kot so Apple, MediaTek, Qualcomm in manjša podjetja, kot je PINE64. Uporabljajo lasten zaprtokodni ARM ISA za oblikovanje visoko učinkovitih mikroprocesorjev in sistemov na čipu (SoC). Vse zasnove, ki jih izdeluje Arm, so znane kot napredni procesorji RISC Machine ali preprosto procesorji ARM (vse z velikimi črkami).
Poleg tega, da je Arm eno prvih podjetij, ki prodaja in izdeluje čipe po meri, je uspelo biti prevladujoči oblikovalec čipov RISC zaradi nenehnih inovacij z ARM ISA in procesorjem ARM modeli.
Podobno kot AMD-jev APU, ki združuje CPE in GPE v eno matrico, je znano, da procesorji ARM združujejo CPE, GPE, pomnilnik, DSP in različne modeme v eni matrici ali čipu – to se imenuje Sistem na čipu (SoC). Ta tesna integracija več modulov je omogočila, da so procesorji ARM hitri in učinkoviti.
Kaj je RISC-V?
RISC-V je odprti standard ISA, razvit na kalifornijski univerzi Berkeley. Ta ISA ne predstavlja nobene nove tehnologije na trgu, vendar mnogi ugibajo, da je to prihodnost procesorjev, ki temeljijo na RISC. Zakaj je torej?
RISC-V je pritegnil pozornost podjetij, kot so Amazon, Google, Qualcomm, Intel, Rockchip, SiFive, Sony, ZTE in Western Digital. To je zato, ker je RISC-V ISA odprtega standarda. RISC-V International (neprofitno združenje za RISC-V) vsem omogoča uporabo RISC-V ISA na svojih procesorjih brez plačila pristojbine.
Odlična stvar pri RISC-V je njegova zmožnost razširitve nabora navodil glede na procese, ki jih bo vaš čip potreboval za določen izdelek. RISC-V se začne samo z osnovnim nizom navodil 47 navodil. Ta navodila vključujejo vse osnovne funkcije, ki jih čip potrebuje za delovanje in opravljanje osnovnih nalog.
Načrtovalci bodo potem lahko svobodno izbrali, katera navodila bodo dodali osnovnemu naboru navodil, da bo čip dobil vse funkcije, ki jih potrebuje, brez kakršnih koli dodatnih napihnjenih funkcij, ki jih ne bi uporabil.
Čeprav je RISC-V še relativno nov ISA, je njegov potencial za zagotavljanje stroškovno učinkovitih in zelo učinkovitih specializiranih čipov za različne aplikacije tisto, zaradi česar je poseben ISA.
ARM ali RISC V? Kateri je boljši?
ARM in RISC-V sta ISA, ki sledita filozofiji načrtovanja RISC, torej kateri je boljši?
Za primerjavo je tukaj primerjava zmogljivosti med procesorjem SiFive P670 in procesorjem SiFive. Armov procesor Cortex-A78:
Kot lahko vidite na sliki, je Cortex-A78 nekoliko pred P670 glede najvišje zmogljivosti ene niti. Čeprav Cortex-A78 zmaga v surovi zmogljivosti, P670 podvoji gostoto računanja Cortex-A78. To pomeni, da procesor SiFive P670 zagotavlja primerljivo najvišjo zmogljivost ene niti kot Cortex-A78, ki je dvakrat večji od P670.
V tej primerjavi procesor SiFive P670 zmaga nad Armovim Cortex-A78, ker zagotavlja primerljivo zmogljivost ene niti pri polovični velikosti. Upoštevati pa morate tudi, da je bil Cortex-A78 izdan decembra 2020 prek Vivo X60 in X60 Pro, medtem ko je bil P670 pravkar objavljen 1. novembra 2022.
To je približno dve leti razlike v smislu raziskav in razvoja. Armovi najnovejši procesorji zdaj delujejo na ARMv9 ISA, kar bistveno izboljša ARMv8, ki ga uporablja Cortex-A78. Če pogledamo to v perspektivo, najnovejši procesorji ARMv9 zagotavljajo približno 30 % višjo zmogljivost in so 50 % bolj energetsko učinkoviti.
Torej, glede surove zmogljivosti, procesorji ARM še vedno vodijo. Ker pa SiFive P670 zagotavlja dvakrat večjo gostoto računanja kot Cortex-A78, se zdi, da imajo procesorji RISC-V prednost pred procesorji ARM glede nosljivih tehnologij, ki imajo velike koristi od uporabe manjše velikosti procesorji.
RISC, RISC-V in ARM so različne arhitekture nabora ukazov
Če povzamemo, RISC je oblikovalska filozofija, ki uporablja manj navodil, kot bi jih našli na običajnem namiznem procesorju, kot je x86. Krajši in manjši ukazi omogočajo, da so procesorji RISC visoko energetsko učinkoviti.
ARM je zaprtokodna ISA, ki temelji na RISC in je licencirana podjetjem za njihove procesorje in SoC. ARM ISA omogoča Armu oblikovanje visoko zmogljivih procesorjev RISC, kot so Applovi čipi M1. Po drugi strani pa je RISC-V ISA odprtega standarda, ki temelji na RISC, ki ga lahko vsakdo uporabi za oblikovanje lastnih čipov brez plačila licenčnine. Njegova odprtokodna narava omogoča nadaljnje spreminjanje in razširitev RISC-V ISA za izdelavo specializiranih čipov za posebne naloge.
Čeprav se morda ne zdi tako pomembno, bo ta stalna konkurenca med ARM in RISC-V zagotovo koristila vsem potrošnikom, zlasti ko gre za naprave interneta stvari, mikrokontrolerje, računalnike z eno ploščo in ročne naprave, kot so pametni telefoni in tablice. In kdo ve, z Applovimi čipi M1 kot dokazom lahko procesorji, ki temeljijo na RISC, dejansko konkurirajo procesorjem x86 prej, kot je bilo pričakovano.
