Lesere som deg er med på å støtte MUO. Når du foretar et kjøp ved å bruke lenker på nettstedet vårt, kan vi tjene en tilknyttet provisjon.
Prosessoren er hjernen til enhver datamaskin, og den er i stadig utvikling for å forbedre effektiviteten. En prosessordesign bestemmer hvor mange instruksjoner den kan gjøre og hvor raskt og effektivt den kan gjøre dem. RISC, RISC-V og ARM er begreper som brukes i prosessordesign for å betegne en type prosessor som bruker en bestemt type instruksjonssettarkitektur (ISA).
Selv om de ikke brukes ofte i vanlige datamaskiner, driver disse prosessorene smarttelefoner, mikrokontrollere, enkeltbordsdatamaskiner og alle slags IoT-enheter. Les videre for å lære mer om dem og deres forskjeller.
Forklarer instruksjonssettarkitektur og RISC
Det kan være vanskelig å forstå forskjellen mellom RISC, RISC-V og ARM hvis du ikke vet hvordan CPUer fungerer og kjører kode. Så, før vi begynner å sammenligne begrepene, la oss først snakke om instruksjonssettarkitektur og hvordan den skiller seg fra hva din vanlige datamaskinprosessor bruker.
Enten det er en mikroprosessor, en mikrodatamaskin eller en vanlig stasjonær datamaskin, deres prosessorer bruker alle en instruksjonssettarkitektur (ISA). En ISA er den delen av prosessoren som inneholder alle de grunnleggende instruksjonene en prosessor kan utføre. Disse instruksjonene er byggesteinene i et dataprogram. De er vanligvis ikke mer komplekse enn din grunnleggende addisjon og subtraksjon.
Generelt er det to typer ISA som sirkulerer i markedet. De er RISC- og CISC-arkitekturene. RISC står for Reduced Instruction Set Computer, mens CISC står for Complex Instruction Set Computer. Begge arkitekturene er utbredt i dag, med x86 (Intel- og AMD-prosessorer) som den beste prosessoren som bruker CISC og ARM (Qualcomm- og MediaTek-prosessorer) som den mest populære RISC-arkitekturen.
I utgangspunktet er RISC en datamaskinarkitektur designet og optimalisert for å bruke færre instruksjoner enn CISC-motpartene. Disse færre instruksjonene og annen optimaliseringsteknologi som brukes i RISC-arkitektur tillater denne typen prosessorer for å bruke mindre strøm, noe som gjør dem ideelle for smarttelefoner, kameraer, smartklokker og alle slags IoT enheter.
Hva er ARM?
Vi har slått fast at ARM-prosessorer er noen av de beste RISC-arkitekturene på markedet. Så, hva er egentlig ARM, og hvorfor er de de mest populære RISC-prosessorene?
Før RISC-V (som vi skal snakke om snart), var ARM-baserte prosessorer det eneste alternativet for alle som ønsker å bygge et elektronisk produkt ved å bruke sine egne tilpassede prosessorer.
Arm (med små bokstaver "rm") Ltd. er et selskap som designer og lisensierer brikker for ulike maskinvareprodusenter, som Apple, MediaTek, Qualcomm og mindre selskaper som PINE64. De bruker sin egen lukkede kilde ARM ISA til å designe svært effektive mikroprosessorer og system-on-a-chip (SoC). Alle design laget av Arm er kjent som Advanced RISC Machine-prosessorer eller ganske enkelt ARM-prosessorer (alle store bokstaver).
Bortsett fra å være et av de første selskapene til å selge og skreddersy brikkedesign, har Arm klart å være dominerende RISC-brikkedesigner på grunn av sine kontinuerlige innovasjoner med ARM ISA og ARM-prosessoren design.
På samme måte som AMDs APU, som kombinerer CPU og GPU til en die, er ARM-prosessorer kjent for å kombinere CPU, GPU, Memory, DSP og forskjellige modemer alt i en die eller chip - dette kalles System på en brikke (SoC). Denne tette integrasjonen av flere moduler har gjort det mulig for ARM-prosessorene å være raske og effektive.
Hva er RISC-V?
RISC-V er en åpen standard ISA utviklet ved University of California, Berkeley. Denne ISA introduserer ingen ny teknologi på markedet, men mange spekulerer i at det er fremtiden til RISC-baserte prosessorer. Så hvorfor er det det?
RISC-V har fått oppmerksomhet fra selskaper som Amazon, Google, Qualcomm, Intel, Rockchip, SiFive, Sony, ZTE og Western Digital. Dette er fordi RISC-V er en åpen standard ISA. RISC-V International (en ideell forening for RISC-V) lar alle bruke RISC-V ISA på sine prosessorer uten å betale et gebyr.
Det flotte med RISC-V er dens evne til å utvide instruksjonssettet basert på hvilke prosesser brikken din trenger for et gitt produkt. RISC-V starter kun med et basisinstruksjonssett med 47 instruksjoner. Disse instruksjonene inkluderer alle de grunnleggende funksjonene en brikke trenger for å fungere og utføre grunnleggende oppgaver.
Designere vil da stå fritt til å velge hvilke instruksjoner som skal legges til basisinstruksjonssettet for å gi brikken alle funksjonene den trenger uten ekstra oppblåsingsfunksjoner den ikke vil bruke.
Selv om RISC-V fortsatt er en relativt ny ISA, er potensialet til å tilby kostnadseffektive og svært effektive spesialiserte brikker for ulike applikasjoner det som gjør den til en spesiell ISA.
ARM eller RISC V? Som er bedre?
ARM og RISC-V er ISA-er som følger RISC-designfilosofien, så hvilken er best?
For å sammenligne, her er ytelsessammenligningen mellom SiFives P670-prosessor vs. Arms Cortex-A78-prosessor:
Som du kan se i illustrasjonen, er Cortex-A78 litt foran P670 når det gjelder topp entråds ytelse. Selv om Cortex-A78 vinner i rå ytelse, dobler P670 beregningstettheten til Cortex-A78. Dette betyr at SiFives P670-prosessor gir sammenlignbar topp enkelttrådsytelse over Cortex-A78, som er dobbelt så stor som den fysiske størrelsen til P670.
I denne sammenligningen vinner SiFives P670-prosessor over Arms Cortex-A78 for å levere sammenlignbar enkelttrådsytelse ved halv størrelse. Du bør imidlertid også merke deg at Cortex-A78 ble utgitt i desember 2020 gjennom Vivo X60 og X60 Pro, mens P670 nettopp ble annonsert den første november 2022.
Det er rundt to års forskjell når det gjelder forskning og utvikling. Arms siste prosessorer kjører nå på ARMv9 ISA, noe som forbedrer ARMv8 som Cortex-A78 bruker betydelig. For å sette det i perspektiv gir de nyeste ARMv9-prosessorene rundt 30 % høyere ytelse og er 50 % mer energieffektive.
Så når det gjelder rå ytelse, er ARM-prosessorer fortsatt i ledelsen. Men med SiFives P670 som gir dobbelt så mye datatetthet i forhold til Cortex-A78, ser det ut til at RISC-V-prosessorer har en fordel fremfor ARM-prosessorer når det gjelder bærbare teknologier som har stor nytte av å bruke mindre størrelser prosessorer.
RISC, RISC-V og ARM er forskjellige instruksjonssettarkitekturer
Oppsummert er RISC en designfilosofi som bruker færre instruksjoner enn du ville finne på en vanlig stasjonær prosessor som x86. Ved å ha kortere og færre instruksjoner kan RISC-prosessorer være svært strømeffektive.
ARM er en lukket kildekode basert på RISC som er lisensiert til selskaper for deres prosessorer og SoC-er. ARM ISA lar Arm designe RISC-prosessorer med høy ytelse som Apples M1-brikker. På den annen side er RISC-V en åpen standard ISA basert på RISC som alle kan bruke til å designe sine egne brikker uten å betale lisensavgifter. Dens åpen kildekode gjør at RISC-V ISA kan modifiseres og utvides ytterligere for å lage spesialiserte brikker for spesifikke oppgaver.
Selv om det kanskje ikke ser ut til å være så viktig, vil denne pågående konkurransen mellom ARM og RISC-V garantert komme alle forbrukere til gode, spesielt når det kommer til IoT-enheter, mikrokontrollere, enkeltbordsdatamaskiner og håndholdte enheter som smarttelefoner og nettbrett. Og hvem vet, med Apples M1-brikker som bevis, kan RISC-baserte prosessorer faktisk konkurrere med x86-prosessorer tidligere enn forventet.
