Čitatelji poput vas podržavaju MUO. Kada kupite putem poveznica na našoj stranici, možemo zaraditi partnersku proviziju.
Procesor je mozak svakog računala i neprestano se razvija kako bi poboljšao učinkovitost. Dizajn procesora određuje koliko instrukcija može izvršiti te koliko brzo i učinkovito ih može izvršiti. RISC, RISC-V i ARM su izrazi koji se koriste u dizajnu procesora za označavanje tipa procesora koji koristi određenu vrstu arhitekture skupa instrukcija (ISA).
Iako se obično ne koriste u glavnim računalima, ovi procesori pokreću pametne telefone, mikrokontrolere, računala s jednom pločom i sve vrste IoT uređaja. Čitajte dalje kako biste saznali više o njima i njihovim razlikama.
Objašnjavanje arhitekture skupa instrukcija i RISC-a
Može biti teško razumjeti razliku između RISC, RISC-V i ARM ako ne znate kako CPU rade i izvršavaju kod. Dakle, prije nego počnemo uspoređivati pojmove, prvo razgovarajmo o arhitekturi skupa instrukcija i kako se ona razlikuje od onoga što koristi vaš obični računalni procesor.
Bilo da se radi o mikroprocesoru, mikroračunalu ili običnom stolnom računalu, svi njihovi procesori koriste arhitekturu skupa instrukcija (ISA). ISA je dio procesora koji sadrži sve osnovne instrukcije koje procesor može izvršiti. Ove upute su sastavni dijelovi računalnog programa. Obično nisu složeniji od vašeg osnovnog zbrajanja i oduzimanja.
Općenito, na tržištu kruže dvije vrste ISA. To su RISC i CISC arhitekture. RISC je kratica za Reduced Instruction Set Computer, dok je CISC kratica za Complex Instruction Set Computer. Obje su arhitekture danas prevladavajuće, s time da je x86 (Intel i AMD procesori) vrhunski procesor koji koristi CISC i ARM (Qualcomm i MediaTek procesori) kao najpopularniju RISC arhitekturu.
U osnovi, RISC je računalna arhitektura dizajnirana i optimizirana za korištenje manje instrukcija od svojih CISC parnjaka. Ovo manje instrukcija i druge optimizirajuće tehnologije koje se koriste u RISC arhitekturi dopuštaju ove vrste procesori koriste manje energije, što ih čini idealnim za pametne telefone, kamere, pametne satove i sve vrste IoT-a uređaja.
Što je ARM?
Utvrdili smo da su ARM procesori neke od najboljih RISC arhitektura na tržištu. Dakle, što je točno ARM i zašto su oni najpopularniji RISC procesori?
Prije RISC-V (o kojem ćemo uskoro govoriti), procesori temeljeni na ARM-u bili su jedina opcija za svakoga tko je želio izraditi elektronički proizvod pomoću vlastitih prilagođenih procesora.
Arm (s malim slovom "rm") Ltd. je tvrtka koja dizajnira i licencira čipove za razne proizvođače hardvera, kao što su Apple, MediaTek, Qualcomm, te manje tvrtke poput PINE64. Koriste vlastiti ARM ISA zatvorenog koda za dizajn visoko učinkovitih mikroprocesora i sustava na čipu (SoC). Svi dizajni koje je napravio Arm poznati su kao napredni RISC strojni procesori ili jednostavno ARM (sva velika slova) procesori.
Osim što je jedna od prvih tvrtki koja prodaje i izrađuje dizajne čipova po narudžbi, Arm je uspio biti dominantan dizajner RISC čipova zbog svojih stalnih inovacija s ARM ISA i ARM procesorom dizajne.
Slično kao AMD-ov APU, koji kombinira CPU i GPU u jednu matricu, poznato je da ARM procesori kombiniraju CPU, GPU, memoriju, DSP i razne modeme sve u jednoj matrici ili čipu - to se zove Sustav na čipu (SoC). Ova bliska integracija višestrukih modula omogućila je da ARM procesori budu brzi i učinkoviti.
Što je RISC-V?
RISC-V je ISA otvorenog standarda razvijen na Kalifornijskom sveučilištu Berkeley. Ovaj ISA ne predstavlja nikakvu novu tehnologiju na tržištu, ali mnogi nagađaju da je to budućnost procesora temeljenih na RISC-u. Pa zašto je?
RISC-V je privukao pažnju tvrtki kao što su Amazon, Google, Qualcomm, Intel, Rockchip, SiFive, Sony, ZTE i Western Digital. To je zato što je RISC-V ISA otvorenog standarda. RISC-V International (neprofitna udruga za RISC-V) dopušta svakome korištenje RISC-V ISA na svojim procesorima bez plaćanja naknade.
Sjajna stvar kod RISC-V je njegova sposobnost proširenja skupa instrukcija na temelju procesa koji će vašem čipu biti potrebni za određeni proizvod. RISC-V počinje samo s osnovnim skupom instrukcija od 47 instrukcija. Ove upute uključuju sve osnovne funkcije koje su čipu potrebne za rad i obavljanje osnovnih zadataka.
Dizajneri će tada moći slobodno odabrati koje upute dodati osnovnom skupu instrukcija kako bi čipu dali sve funkcije koje su mu potrebne bez ikakvih dodatnih funkcionalnosti koje ne bi koristio.
Iako je RISC-V još uvijek relativno nov ISA, njegov potencijal da osigura troškovno učinkovite i visoko učinkovite specijalizirane čipove za različite primjene je ono što ga čini posebnim ISA.
ARM ili RISC V? Koje je bolje?
ARM i RISC-V su ISA-ovi koji slijede filozofiju dizajna RISC-a, pa koji je bolji?
Za usporedbu, ovdje je usporedba performansi između SiFive P670 procesora i. Armov Cortex-A78 procesor:
Kao što možete vidjeti na ilustraciji, Cortex-A78 je malo ispred P670 u pogledu vrhunskih performansi jedne niti. Iako Cortex-A78 pobjeđuje u sirovim performansama, P670 udvostručuje gustoću računanja Cortex-A78. To znači da SiFiveov P670 procesor pruža usporedivu vrhunsku performansu jedne niti u odnosu na Cortex-A78, koji je dvostruko veći od P670.
U ovoj usporedbi, SiFiveov procesor P670 pobjeđuje u odnosu na Armov Cortex-A78 za pružanje usporedivih performansi jedne niti pri upola manjoj veličini. Međutim, također biste trebali imati na umu da je Cortex-A78 objavljen u prosincu 2020. putem Vivo X60 i X60 Pro, dok je P670 upravo najavljen 1. studenog 2022.
To je otprilike dvije godine razlike u pogledu istraživanja i razvoja. Armovi najnoviji procesori sada rade na ARMv9 ISA, značajno poboljšavajući ARMv8 koji koristi Cortex-A78. Da to stavimo u perspektivu, najnoviji ARMv9 procesori pružaju oko 30% bolje performanse i 50% su energetski učinkovitiji.
Dakle, što se tiče sirovih performansi, ARM procesori još uvijek prednjače. Ali uz SiFiveov P670 koji pruža dvostruko veću gustoću računanja u odnosu na Cortex-A78, čini se da RISC-V procesori imaju prednost u odnosu na ARM procesore u pogledu nosivih tehnologija koje imaju veliku korist od korištenja manje veličine procesori.
RISC, RISC-V i ARM su različite arhitekture skupa instrukcija
Ukratko, RISC je filozofija dizajna koja koristi manje instrukcija nego što biste pronašli na običnom stolnom procesoru kao što je x86. Kraće i manje instrukcija omogućuje RISC procesorima visoku energetsku učinkovitost.
ARM je ISA zatvorenog koda temeljen na RISC-u koji je licenciran tvrtkama za njihove procesore i SoC-ove. ARM ISA omogućuje Armu da dizajnira RISC procesore visokih performansi poput Appleovih M1 čipova. S druge strane, RISC-V je ISA otvorenog standarda temeljen na RISC-u koji svatko može koristiti za dizajn vlastitih čipova bez plaćanja licencnih naknada. Njegova priroda otvorenog koda omogućuje daljnju modifikaciju i proširenje RISC-V ISA za izradu specijaliziranih čipova za specifične zadatke.
Iako se možda ne čini toliko važnim, ovo stalno natjecanje između ARM-a i RISC-V-a zasigurno će koristiti svim potrošačima, posebno kada je riječ o IoT uređajima, mikrokontrolerima, računalima s jednom pločom i ručnim uređajima poput pametnih telefona i tableta. I tko zna, s Appleovim M1 čipovima kao dokazom, procesori temeljeni na RISC-u mogli bi se zapravo natjecati s x86 procesorima prije nego što se očekivalo.