Az Önhöz hasonló olvasók támogatják a MUO-t. Amikor a webhelyünkön található linkek használatával vásárol, társult jutalékot kaphatunk.
A processzor minden számítógép agya, és folyamatosan fejlődik a hatékonyság javítása érdekében. A processzor felépítése határozza meg, hogy hány utasítást tud végrehajtani, és milyen gyorsan és hatékonyan tudja végrehajtani azokat. A RISC, RISC-V és ARM kifejezések a processzortervezésben egy adott típusú utasításkészlet-architektúrát (ISA) használó processzortípus megjelölésére.
Bár ezeket a processzorokat nem használják általánosan az általános számítógépeken, ezek a processzorok okostelefonokat, mikrokontrollereket, egykártyás számítógépeket és mindenféle IoT-eszközt táplálnak. Olvasson tovább, ha többet szeretne megtudni róluk és különbségeikről.
Az utasításkészlet-architektúra és a RISC magyarázata
Nehéz lehet megérteni a különbséget a RISC, RISC-V és ARM között, ha nem tudod hogyan működnek a CPU-k és hogyan hajtják végre a kódot. Tehát, mielőtt elkezdenénk összehasonlítani a kifejezéseket, először beszéljünk az utasításkészlet-architektúráról, és arról, hogy az miben tér el attól, amit a szokásos számítógépes processzor használ.
Legyen szó mikroprocesszorról, mikroszámítógépről vagy hagyományos asztali számítógépről, processzoraik mindegyike utasításkészlet-architektúrát (ISA) használ. Az ISA a processzor azon része, amely tartalmazza a processzor által végrehajtható összes alapvető utasítást. Ezek az utasítások egy számítógépes program építőkövei. Általában nem bonyolultabbak, mint az alapvető összeadás és kivonás.
Általánosságban elmondható, hogy az ISA két típusa kering a piacon. Ezek a RISC és CISC architektúrák. A RISC a Reduced Instruction Set Computer, míg a CISC a Complex Instruction Set Computer rövidítése. Mindkét architektúra elterjedt manapság, az x86 (Intel és AMD processzorok) a legjobb processzor, amely CISC-t és ARM-et (Qualcomm és MediaTek processzorok) használ a legnépszerűbb RISC architektúraként.
Alapvetően a RISC egy számítógépes architektúra, amelyet úgy terveztek és optimalizáltak, hogy kevesebb utasítást használjon, mint CISC-társai. Ez a kevesebb utasítás és a RISC architektúrában használt egyéb optimalizálási technológia lehetővé teszi az ilyen típusú műveleteket a processzorok kevesebb energiát fogyasztanak, így ideálisak okostelefonokhoz, kamerákhoz, okosórákhoz és mindenféle IoT-hez eszközöket.
Mi az ARM?
Megállapítottuk, hogy az ARM processzorok a legjobb RISC architektúrák közé tartoznak a piacon. Tehát mi is pontosan az ARM, és miért ezek a legnépszerűbb RISC processzorok?
A RISC-V előtt (amiről hamarosan beszélünk) az ARM-alapú processzorok jelentették az egyetlen lehetőséget mindenki számára, aki saját egyedi processzoraival akart elektronikus terméket építeni.
Arm (kisbetűvel „rm”) kft. egy olyan cég, amely chipeket tervez és licencel különböző hardvergyártók, például Apple, MediaTek, Qualcomm és kisebb cégek, például a PINE64 számára. Saját zárt forráskódú ARM ISA-jukat használják a rendkívül hatékony mikroprocesszorok és a chipen alapuló rendszer (SoC) tervezésére. Az Arm által készített összes mintát Advanced RISC Machine processzornak vagy egyszerűen ARM (minden nagybetűs) processzornak nevezik.
Amellett, hogy az egyik első cég volt, amely chipterveket árusított és egyedi gyártású, az Arm sikerült a domináns RISC chiptervező az ARM ISA és az ARM processzorok folyamatos innovációi miatt tervez.
Hasonlóan az AMD APU-jához, amely a CPU-t és a GPU-t egyetlen kockában egyesíti, az ARM processzorokról ismert, hogy egyesítik a CPU-t, a GPU-t, a memóriát, a DSP-t és a különféle modemeket egy lapkában vagy chipben – ezt az ún. Rendszer chipen (SoC). A több modul szoros integrációja lehetővé tette, hogy az ARM processzorok gyorsak és hatékonyak legyenek.
Mi az a RISC-V?
A RISC-V egy nyílt szabványú ISA, amelyet a Berkeley-i Kaliforniai Egyetemen fejlesztettek ki. Ez az ISA nem vezet be semmilyen új technológiát a piacon, mégis sokan azt feltételezik, hogy ez a RISC-alapú processzorok jövője. Akkor miért?
A RISC-V olyan cégek figyelmét keltette fel, mint az Amazon, a Google, a Qualcomm, az Intel, a Rockchip, a SiFive, a Sony, a ZTE és a Western Digital. Ennek az az oka, hogy a RISC-V egy nyílt szabványú ISA. A RISC-V International (a RISC-V non-profit szervezete) lehetővé teszi, hogy bárki díjfizetés nélkül használja a RISC-V ISA-t processzorain.
A RISC-V nagyszerűsége az, hogy képes bővíteni az utasításkészletet attól függően, hogy milyen folyamatokra lesz szüksége a chipnek egy adott termékhez. A RISC-V csak egy 47 utasításból álló alap utasításkészlettel indul. Ezek az utasítások tartalmazzák az összes alapvető funkciót, amelyre egy chipnek szüksége van a működéshez és az alapvető feladatok elvégzéséhez.
A tervezők ezután szabadon megválaszthatják, hogy mely utasításokat adják hozzá az alap utasításkészlethez, hogy a chip minden olyan funkcióval rendelkezzen, amelyre szüksége van, anélkül, hogy olyan extra felfújható funkciókat használna, amelyeket nem használna.
Noha a RISC-V még viszonylag új ISA, a lehetőség, hogy költséghatékony és nagy hatékonyságú speciális chipeket biztosítson különféle alkalmazásokhoz, teszi különlegessé az ISA-t.
ARM vagy RISC V? Melyik a jobb?
Az ARM és a RISC-V olyan ISA-k, amelyek a RISC tervezési filozófiáját követik, tehát melyik a jobb?
Összehasonlításképpen itt van a SiFive P670 processzora és a teljesítmény összehasonlítása. Arm’s Cortex-A78 processzor:
Amint az az ábrán is látható, a Cortex-A78 kissé megelőzi a P670-et az egyszálas csúcsteljesítmény tekintetében. Bár a Cortex-A78 nyers teljesítményben nyer, a P670 megduplázza a Cortex-A78 számítási sűrűségét. Ez azt jelenti, hogy a SiFive P670 processzora összehasonlítható csúcsteljesítményt biztosít a Cortex-A78-hoz képest, amely kétszer akkora, mint a P670 fizikai mérete.
Ebben az összehasonlításban a SiFive P670 processzora nyeri az Arm’s Cortex-A78-at, és feleakkora méretben is hasonló egyszálas teljesítményt nyújt. Azonban azt is meg kell jegyezni, hogy a Cortex-A78 2020 decemberében jelent meg a Vivo X60 és X60 Pro révén, míg a P670-et éppen 2022. november elsején jelentették be.
Ez körülbelül két év különbség a kutatás és fejlesztés terén. Az Arm legújabb processzorai már az ARMv9 ISA-n futnak, jelentősen javítva a Cortex-A78 által használt ARMv8-at. A legújabb ARMv9 processzorok körülbelül 30%-kal nagyobb teljesítményt és 50%-kal energiahatékonyabbak.
A nyers teljesítmény tekintetében tehát továbbra is az ARM processzorok állnak az élen. De mivel a SiFive P670 kétszer akkora számítási sűrűséget biztosít, mint a Cortex-A78, úgy tűnik, hogy a RISC-V processzorok előnyt jelent az ARM processzorokkal szemben a hordható technológiák tekintetében, amelyek nagy előnyt jelentenek a kisebb méretűek használatából processzorok.
A RISC, RISC-V és ARM különböző utasításkészlet-architektúrák
Összefoglalva, a RISC egy olyan tervezési filozófia, amely kevesebb utasítást használ, mint egy hagyományos asztali processzoron, például az x86-on. A rövidebb és kevesebb utasítás lehetővé teszi, hogy a RISC processzorok rendkívül energiatakarékosak legyenek.
Az ARM egy RISC-n alapuló, zárt forráskódú ISA, amelyet a vállalatok processzoraikhoz és SoC-jaikhoz licenceltek. Az ARM ISA lehetővé teszi az Arm számára, hogy olyan nagy teljesítményű RISC processzorokat tervezzen, mint az Apple M1 chipjei. Másrészt a RISC-V egy nyílt szabványú RISC alapú ISA, amellyel bárki megtervezheti saját chipjét licencdíj fizetése nélkül. Nyílt forráskódú jellege lehetővé teszi a RISC-V ISA további módosítását és kibővítését, hogy speciális chipeket készítsen bizonyos feladatokhoz.
Bár úgy tűnik, ez nem annyira fontos, ez a folyamatos verseny az ARM és a RISC-V között minden bizonnyal minden fogyasztó számára előnyös lesz, különösen, ha IoT-eszközökről, mikrokontrollerekről, egykártyás számítógépekről és kézi eszközökről, például okostelefonokról és táblagépekről van szó. És ki tudja, az Apple M1 chipjei bizonyítékként a RISC-alapú processzorok a vártnál hamarabb versenyezhetnek az x86-os processzorokkal.