Vad är en ARM-processor? Allt du behöver veta

Annons

Om du har varit uppmärksam på smartphones och surfplattor har du troligtvis hört talas om termen "ARM" som används för att referera till hårdvaran inuti. Det kastas runt vänster och höger, ofta som en punkt för differentiering från bärbara datorer och stationära datorer, som använder Intel x86.

Men vad är ARM, exakt? En processorarkitektur? Ett märke av hårdvara? Eller något annat? Det förklaras sällan. Låt oss klippa igenom förvirringen och komma ner till grunderna. Men innan du gör det, kanske du vill börja grunderna i en CPU Vad är en CPU och vad gör den?Beräkningsförkortningar är förvirrande. Vad är en CPU ändå? Och behöver jag en fyr- eller dual-core processor? Vad sägs om AMD eller Intel? Vi är här för att förklara skillnaden! Läs mer .

Nyckeln till ARM är RISC

ARM är en förkortning som står för Advanced RISC Machine. I namnet finns en annan akronym (ja, kapslade akronymer!) Som står för Reduced Instruction Set Computing.

RISC är i sin bredaste form en designfilosofi för processorer. Det härrör från en tro att en processor med en relativt enkel instruktionsuppsättning kommer att vara effektivare än en som är mer komplex. Termen kom ursprungligen i bruk redan på 1980-talet med ett forskningsprojekt som heter

Berkeley RISC som undersökte möjligheterna med denna strategi för design och sedan skapade processorer baserade på den.

Alla ARM-processorer anses vara RISC-konstruktioner, men det betyder inte så mycket eftersom RISC i sig helt enkelt är en metod för design snarare än en teknisk standard eller processorarkitektur. Fortfarande inramar en grundläggande förståelse av RISC ordentligt ARM.

ARM: s grunder

ARM hänvisar till sig själv som en arkitektur, vilket kan orsaka missförstånd jämfört med Intel. Intel ger varje ny chipdesign sin egen unika kod och talar om var och en som en ny arkitektur - även när det ofta finns många likheter och alla använder samma instruktionsuppsättning (x86). ARM å andra sidan behandlar sina mönster som en obruten familj. Uppdateringar är fortfarande en del av ARM-arkitekturen. De har precis fått ett nytt versionnummer.

Det drag som är mest relevant för konsumenterna är inte mikroarkitekturen (chipets fysiska design) utan istället instruktionsuppsättningen. Instruktionsuppsättningen är den grundläggande uppsättningen funktioner och funktioner som en processor gör tillgänglig för programvara. Den bestämmer vilken aritmetik som kan användas, hur cache ska allokeras och i vilken ordning instruktionerna ska utföras. Programvara utformad för en instruktionsuppsättning kan inte användas på en annan om den inte är reviderad.

Mikroarkitekturer och instruktionsuppsättningar kan inte separeras eftersom arkitekturen är ett fysiskt uttryck för instruktionsuppsättningen. Det är därför ARM-baserade processorer tenderar att vara små, effektiva och relativt långsamma. Den enkla instruktionsuppsättningen kräver en liten, enkel design med färre transistorer. Transistorer förbrukar kraft och ökar matrisstorleken (vilket ökar produktionskostnaden), så att så få som möjligt är idealiskt när du väljer en processor för en smartphone eller surfplatta.

ARM: s verksamhet är annorlunda

Att prata om ARM-processorer som helhet kan vara svårt eftersom det finns så många tillgängliga och deras prestanda varierar. Det är motintuitivt. Hur kan Apple ha ARM-processorer som är snabbare än konkurrensen när den använder samma arkitektur?

Detta händer på grund av hur ARM Holdings, det företag som ansvarar för ARM, gör affärer. ARM Holdings är bara ett designföretag. De hanterar instruktionsuppsättningen och designar nya versioner av kärnarkitekturen och licensierar den sedan till andra företag. Dessa företag kan sedan förbättra den och koppla ihop den med vilken hårdvara som verkar lämplig.

Det hjälper till att förstå att ARM: s kärnarkitektur Vad är en processorkärna? [MakeUseOf Explains]Varje dator har en processor, oavsett om det är en liten effektivitetspro eller ett kraftfullt kraftverk, annars skulle den inte kunna fungera. Naturligtvis processorn, även kallad CPU eller Central Processing ... Läs mer är bara en processor. Den hanterar inte trådlös anslutning. Det hanterar inte grafik. Det klarar inte USB USB 3.0: Allt du behöver vetaUSB 3.0 slår USB 2.0 på så många sätt. Här är allt du behöver veta om varför du alltid ska välja USB 3.x när det är möjligt. Läs mer eller andra former av kabelanslutning. Allt detta är ansvaret för andra hårdvarulicensinnehavare kopplar ihop arkitekturen.

Det är därför det finns så många varianter av ARM på marknaden och varför de fungerar annorlunda. Apple har en helt egen ingenjörspersonal som arbetar med sina ARM-processorer. Andra företag, som Qualcomm och Texas Instruments, fungerar som medelhöga män. De tar ARM-arkitekturen, kopplar ihop den med en mängd hårdvara och säljer sedan den igen som ett "system-på-ett-chip" för smartphones och surfplattor.

Vad betyder ARM för konsumenter?

För en konsument kan ARM betraktas som ett ekosystem. Programvara utformad för ARM fungerar bara på ARM. Windows RT Vad är skillnaden mellan Windows 8 och Windows RT? [MakeUseOf Explains]Med tillkännagivandet av Surface-surfplattan för några veckor sedan och den slutliga utgåvan av Windows 8 som blir allt närmare kommer vissa människor förstås att bli förvirrade över de olika tillgängliga versionerna. Jag är här för att... Läs mer appar fungerar till exempel inte på en dator med Windows 8. Ändringar måste göras i ett program för att hoppa från ARM till x86.

Operativsystem som fungerar på en ARM-enhet bör fungera på andra. Det är därför det finns så många Android-ändringar och varför Android kan laddas på surfplattor från HP och BlackBerry. Apple rör emellertid lite med ekosystemet eftersom källkoden för iOS inte är tillgänglig. Att försöka porta iOS till andra ARM-enheter är nästan omöjligt utan det.

ARM betyder också lägre effektdragning och lägre prestanda relativt x86. Detta är dock inte i sten, eftersom båda arkitekturerna förändras över tid. Intel arbetar hårt för att skapa versioner av sina processorer med extremt låg effektdragning. Och ARM Holdings arbetar hårt för att förbättra prestandan i sina mönster.

Kommer ARM att finnas i din dator?

Det har gjorts några försök att sälja traditionella enheter med ARM-processorer som fungerar som traditionella datorer. Motorola sålde en tangentbordsdocka för Atrix-smarttelefonen och annonserade den som en bärbar dator ersättning. ASUS säljer en rad Android-surfplattor med tangentbordsdockor. Och Samsung säljer nu en Chromebook Vad är en Chromebook?Vad är en Chromebook? Vad är en Chromebook bra för? Hur jämför en Chromebook med en bärbar dator? Vi svarar på dessa och mer. Läs mer som körs på ARM.

Sådana försök fördjupar en storm av potentiellt kring ARM, men förutsäga stormens väg och intensitet är omöjligt. Nuvarande ARM-arkitekturer ligger väsentligt bakom prestandan Intels långsammaste processorer (nevermind dess mainstream-linje med Core-processorer). Nvidia säger att det arbetar med en processor som använder ARMs arkitektur som kommer att konkurrera med Intel, men det är inte klart hur detta genomförs eller när en färdig produkt kan släppas.

För tillfället förblir det potentiella hotet om ARM ett mörkt moln i horisonten för det potentiella datorutrymmet. Det ser hotande ut, men ett konkret hot har ännu inte manifesterats. Är ARM en fruktansvärd storm eller helt enkelt några skuggade moln som så småningom kommer att spridas? Det återstår att se.