Vad är en ARM-processor? Allt du behöver veta

Om du har uppmärksammat smartphones och surfplattor har du säkert hört talas om “ÄRM” brukade referera till hårdvaran inuti. Det kastas runt vänster och höger, ofta som en punkt av differentiering från bärbara datorer och stationära datorer, som använder Intel x86.

Men vad är ARM, exakt? En processorarkitektur? Ett varumärke av hårdvara? Eller något annat? Det förklaras sällan. Låt oss skära genom förvirringen och gå ner till grunderna. Men innan du gör det kanske du vill borsta på grunderna hos en CPU Vad är en CPU och vad gör den? Vad är en CPU och vad gör den? Computing akronymer är förvirrande. Vad är en CPU i alla fall? Och behöver jag en quad eller dual-core processor? Vad sägs om AMD eller Intel? Vi är här för att hjälpa till att förklara skillnaden! Läs mer .

Nyckeln till ARM är RISC

ARM är en akronym som står för Advanced RISC Machine. I namnet finns en annan akronym (ja, nestade akronymer!) Som står för Reducerad instruktionsuppsättning.

RISC är i sin bredaste form en designfilosofi för processorer. Det härrör från en tro på att en processor med en relativt enkel instruktionssats kommer att vara effektivare än en som är mer komplex. Termen kom ursprungligen tillbaka på 1980-talet med ett forskningsprojekt som kallades Berkeley RISC som undersökte möjligheterna med detta tillvägagångssätt att designa och sedan skapa processorer baserat på det.

Alla ARM-processorer betraktas som RISC-mönster, men det betyder inte mycket eftersom RISC i sig är ett sätt att designa i stället för en teknisk standard eller processorarkitektur. Fortfarande, en grundläggande förståelse för RISC ramar korrekt ARM.

ARM: s grunder

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

Det egenskap som är mest relevant för konsumenterna är inte mikroarkitekturen (chipets fysiska design) utan istället instruktionsuppsättningen. Anvisningsuppsättningen är den grundläggande uppsättningen funktioner och funktioner som en processor gör tillgänglig för programvara. Det bestämmer vilken aritmetik som kan användas, hur cachen ska fördelas och den ordning i vilken anvisningar ska utföras. Programvara som är utformad för en instruktion kan inte användas på en annan om den inte har reviderats.

Mikroarkitekturer och instruktionssatser 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 ström och ökar dysstorleken (vilket ökar produktionskostnaden), så att ha så få som möjligt är idealiskt när du väljer en processor för en smartphone eller surfplatta.

ARMs 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 kontraintuitivt. Hur kan Apple ha ARM-processorer som är snabbare än tävlingen 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 sedan licenserar den till andra företag. Dessa företag kan sedan förbättra det och para det med vilken hårdvara som helst är lämplig.

Det hjälper till att förstå det ARMs kärnarkitektur Vad är en processorkärna? [MakeUseOf Förklarar] Vad är en processorkärna? [MakeUseOf Explains] Varje dator har en processor, oavsett om det är ett litet effektivitetspro eller ett stort prestanda kraftcenter, annars skulle det 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 hanterar inte USB USB 3.0: Allt du behöver veta USB 3.0: Allt du behöver veta USB 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 trådbunden anslutning. Allt detta är ansvaret för andra hårdvaruleverantörer par arkitekturen.

Därför finns det så många varianter av ARM på marknaden och varför de utför olika. Apple har en hel in-house ingenjörsarbetare som arbetar på sina ARM-processorer. Andra företag, som Qualcomm och Texas Instruments, fungerar som mellanmän. De tar ARM-arkitekturen, kopplar den med en mängd olika hårdvaror och säljer sedan den som en “system-on-a-chip” för smartphones och surfplattor.

Vad betyder ARM för konsumenterna

För en konsument kan ARM betraktas som ett ekosystem. Programvara avsedd för ARM fungerar endast på ARM. Windows RT Vad är skillnaden mellan Windows 8 och Windows RT? [MakeUseOf Förklarar] Vad är skillnaden mellan Windows 8 och Windows RT? [MakeUseOf Explains] Med Surface Tablet-meddelandet för några veckor sedan och den slutliga versionen av Windows 8 hotar närmare närmare, kommer vissa människor förståeligt att vara förvirrade om de olika versionerna som finns tillgängliga. Jag är här för att läsa ... Läs mer Applikationer, till exempel, fungerar inte på en dator med Windows 8. Ändringar måste göras till ett program för att hoppa från ARM till x86.

Operativsystem som arbetar på en ARM-enhet ska fungera på andra. Det är därför det finns så många Android-modifikationer och varför Android kan laddas på tabletter från HP och BlackBerry. Apple klarar sig dock av ekosystemet lite, 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 i förhållande till x86. Detta är dock inte i sten, eftersom båda arkitekturerna förändras över tiden. Intel arbetar hårt för att skapa versioner av sina processorer med extremt låg strömdragning. Och ARM Holdings jobbar hårt för att förbättra prestanda i sina mönster.

Kommer ARM vara i din dator?

Det har varit 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 ersättning. ASUS säljer en rad Android-tabletter med tangentbordsdockor. Och Samsung säljer nu en Chromebook Vad är en Chromebook? [MakeUseOf Förklarar] Vad är en Chromebook? [MakeUseOf Explains] Allt rör sig mot webben, vilket nu vanligtvis kallas “molnet”. Som sådan borde dina enheter noga vara redo och välutrustade för att få full användning av molntjänster för din ... Läs mer som körs på ARM.

Sådana försök förskjuter en storm av potential som omger ARM, men det är omöjligt att förutsäga stormens väg och intensitet. Aktuella ARM-arkitekturer ligger väsentligt bakom prestandan Intels sakta processorer (påminna dess vanliga linje av Core-processorer). Nvidia säger att det arbetar på en processor som använder ARMs arkitektur som kommer att konkurrera med Intel, men det är inte klart hur detta uppnås eller när en färdig produkt kan släppas.

För närvarande är det potentiella hotet om ARM ett mörkt moln i horisonten av det potentiella PC-utrymmet. Det ser hotande ut, men ett konkret hot har ännu inte uppenbarats. Är ARM en fruktansvärd storm eller bara några skuggade moln som så småningom kommer att sprida sig? Det återstår att se.

Utforska mer om: CPU.