- ARM arkkitehtuuri ei ole mitään uutta, mutta se on kaikkien laitteistoharrastajien huulilla sen ansiosta omena on päättänyt antaa laitteilleen käänteen ja päättänyt jättää x86-arkkitehtuurin käyttämään ARM: ää. Tämä johtaa meidät väistämättömään kysymykseen, tuleeko koskaan aika, jolloin ARM-arkkitehtuuri pystyy korvaa nykyinen x86 tietokoneella ? Ja vaikka se olisi kannettavissa tietokoneissa? Katsotaanpa.
Tähän asti ARM- ja x86-arkkitehtuurit eivät kilpailleet keskenään, koska ne on suunniteltu eri tarkoituksiin. Nyt asiat muuttuvat, kun Apple lanseeraa sen Mac Mini ARM-prosessoreilla ja melko kyvykkäillä tuloksilla, joten ikuinen keskustelu palaa uudestaan ja samoilla esimerkeillä kuin aina; Esimerkiksi, kun ”keskikokoinen” x86-työpöydän prosessori kuluttaa 65–130 wattia, ARM-prosessori voi tehdä saman vain 7–10 watilla, joten jos se kuluttaa niin vähän, miksi ei korvata ARM-arkkitehtuuria x86?
Voiko ARM todella tehdä saman kuin x86?
Lyhyt vastaus tähän on, että kyllä, ARM voi tehdä samoin, mutta sillä on joitain erittäin tärkeitä vivahteita, joihin liittyy "millä tavalla" ja erityisesti "kuinka kauan" (suorituskyvyn kannalta). x86 käyttää CISC-tekniikkaa, ja laajemmat käskysarjat on suunnattu monimutkaisempien ongelmien ratkaisemiseen, kun taas ARM käyttää RISC: tä (joka on itse asiassa AR ARM: lle), paljon yksinkertaisempaa.
| CISC | RISKI |
|---|---|
| Monisykliset ohjeet | Yhden jakson ohjeet |
| Lataus ja varastointi sisältyy muihin ohjeisiin | Lataaminen ja varastointi ovat erillisiä ohjeita |
| Muisti-muisti -arkkitehtuuri | Rekisteri-rekisteri-arkkitehtuuri |
| Pitkät ohjeet, koodi muutamalla rivillä | Lyhyet ohjeet, koodi monella rivillä |
| Käyttää laiteohjelmiston muistia | Ota ohjeet suoraan laitteistoon |
| Ohjekokonaisuuden monipuolisuutta korostetaan | Uudet ohjeet lisätään vain, jos niitä käytetään usein, eivätkä ne heikennä tärkeimpien ohjeiden suorituskykyä |
| Vähentää kääntäjien käyttöönoton vaikeuksia | Erittäin monimutkaiset kääntäjät |
| Poista mikrokoodi ja monimutkaisten ohjeiden dekoodaus |
Siten x86-prosessorit ovat suuntautuneet suorituskykyyn ja monipuolisuuteen, kun taas ARM on suunnattu enemmän pieneen virrankulutukseen ja rajoitetuilla vaihtoehdoilla. ARM-prosessori voi tehdä saman kuin x86, mutta eri tavoin, aina paljon monimutkaisemmalla, ja sillä on loppujen lopuksi suuri vaikutus suorituskykyyn sen suorittamiseen kuluvan ajan suhteen.
Toisaalta ARM: lla on se etu, että se on yksinkertaisempi ja siksi ytimien koko pienenee huomattavasti kilpailijoihinsa verrattuna, joten ne pystyvät sisällyttämään suuremman määrän näitä ytimiä, vaikka ne ovat hitaampia, jolloin saavutetaan, että työ voidaan edelleen jakaa ja optimoida.
Viime kädessä ARM voi tehdä saman asian kuin x86, aivan eri tavalla. Nyt tämä ei tarkoita, että yksi arkkitehtuuri voidaan korvata toisella, ainakaan ei niin helposti, ja näemme miksi.
Laitteisto on merkityksetön ilman ohjelmistoa
Elävä todiste tästä esteestä on elävä Apple. Ennen ARM-pohjaisten prosessoriensa esittelyä he käyttivät paljon aikaa ja vaivaa käyttöjärjestelmän mukauttamiseen ja itse asiassa loivat kehityspaketin, jotta ohjelmistokehittäjät voisivat tehdä saman. Toisella tavalla katsottuna tämä tarkoittaa, että ohjelmisto on suunniteltu tiettyä arkkitehtuuria varten, toisin sanoen et voi ajaa x86: lle suunniteltua ohjelmaa ARM-pohjaisella tietokoneella.
Siksi kysymys ei ole vain siitä, että toinen voi tehdä toisen työn, vaan se, että kaikki ohjelmistot on mukautettava tai siirrettävä, ja tämä ei ole kaikkien yritysten eikä kaikkien yritysten varaa. Siksi sillä ei ole tällä hetkellä elinkelpoisuutta edes keskipitkällä aikavälillä; pitkällä aikavälillä se voi tapahtua, mutta emme voi odottaa sitä pian, kaukana siitä.
Mitä järkeä ARM korvaa x86: n?
Ympäristössä, jossa kulutus on ratkaiseva tekijä, ja samalla kun tehdään hyvin erityisiä ja toistuvia tehtäviä, tässä on järkevää. Kuvittele esimerkiksi tietokantapalvelinta, jossa on tavanomainen x86-pohjainen prosessori ja muu laitteisto ja joka suorittaa tietokannan hallintatehtävän eikä mitään muuta. Tämä palvelin tarvitsee erittäin tehokkaan prosessorin, jolla on suuri kulutus, ja silti se voidaan helposti korvata yhdellä tai useammalla ARM-prosessorilla, joissa on paljon vähemmän tehokkaita ytimiä, mutta jotka tuottavat saman tai korkeamman suorituskyvyn ja paljon vähemmän kulutusta.
Tämä johtuu siitä, että yksinkertaisesti käyttämällä suurempaa määrää ytimiä he saavuttavat saman tuloksen pienemmällä kulutuksella, mutta siksi, että tehtävä on hyvin spesifinen ja sekä laitteisto että ohjelmisto on suunniteltu sitä varten. Jos meidän on viitattava tietokoneeseen jokapäiväiseen käyttöön sen toiminnasta riippumatta, asiat muuttuvat, koska näemme itsemme tilanteissa, joissa tämä pieni ARM-kulutus ei ole sen arvoinen, koska tiettyjen toimintojen suorittaminen vie liian kauan kuin x86-prosessori tekee sen silmänräpäyksessä sen opetussarjojen ansiosta.
Sama pätee kannettavien tietokoneiden ekosysteemiin, jossa kulutus on varmasti paljon tärkeämpää kuin pöytätietokoneessa pelkästään akun käyttöiän vuoksi, mutta missä tarvitaan samaa monipuolisuutta kuin tavallisissa tietokoneissa.
Lyhyesti sanottuna on mahdollista, että ARM lopulta korvaa x86: n, mutta toistaiseksi vain teoreettisesti, koska se ei ole välttämätöntä eikä näytä siltä, että kehittäjät haluavat sitä (juuri siksi, että se ei ole välttämätöntä). On kuitenkin mahdollista, että ammattimaisissa ympäristöissä ja etenkin palvelimissa yritykset alkavat kehittyä ARM: n avulla tehokkuuden parantamiseksi, koska loppujen lopuksi se tarkoittaa hyvää kustannussäästöä pitkällä aikavälillä.
