Чем архитектура ARM отличается от x86. Что такое ARM? Что значит armv7

ARM процессор - мобильный процессор для смартфонов и планшетов.

В этой таблице представлены все известные на сегодняшний день ARM процессоры. Таблица ARM процессоров будет дополнятся и модернизироваться по мере появления новых моделей. В данной таблице используется условная система оценки производительности CPU и GPU. Данные о производительности ARM процессоров были взяты из самых разных источников, в основном исходя из результатов таких тестов, как: PassMark , Antutu , GFXBench .

Мы не претендуем на абсолютную точность. Абсолютно точно ранжировать и оценить производительность ARM процессоров невозможно, по той простой причине, что каждый из них, в чем-то имеет преимущества, а в чем-то отстает от других ARM процессоров. Таблица ARM процессоров позволяет увидеть, оценить и, главное, сравнить различные SoC (System-On-Chip) решения. Воспользовавшись нашей таблицей, Вы сможете сравнить мобильные процессора и достаточно точно узнать, как позиционируется ARM-сердце Вашего будущего (или настоящего) смартфона или планшета.

Вот мы провели сравнение ARM процессоров. Посмотрели и сравнили производительность CPU и GPU в различных SoC (System-оn-Chip). Но у читателя может возникнуть несколько вопросов: Где используются ARM процессора? Что такое ARM процессор? Чем отличается архитектура ARM от x86 процессоров? Попробуем разобраться во всем этом, не сильно углубляясь в подробности.

Для начала определимся с терминологией. ARM - это название архитектуры и одновременно название компании, ведущей ее разработку. Аббревиатура ARM расшифровывается как (Advanced RISC Machine или Acorn RISC Machine), что можно перевести как: усовершенствованная RISC-машина. ARM архитектура объединяет в себе семейство как 32, так и 64-разрядных микропроцессорных ядер, разработанных и лицензируемых компанией ARM Limited. Сразу хочется отметить, что компания ARM Limited занимается сугубо разработкой ядер и инструментария для них (средства отладки, компиляторы и т.д), но никак не производством самих процессоров. Компания ARM Limited продает лицензии на производство ARM процессоров сторонним фирмам. Вот неполный список компаний, получивших лицензию на производство ARM процессоров сегодня: AMD, Atmel, Altera, Cirrus Logic, Intel, Marvell, NXP, Samsung, LG, MediaTek, Qualcomm, Sony Ericsson, Texas Instruments, nVidia, Freescale ... и многие другие.

Некоторые компании, получившие лицензию на выпуск ARM процессоров, создают собственные варианты ядер на базе ARM архитектуры. Как пример можно назвать: DEC StrongARM, Freescale i.MX, Intel XScale, NVIDIA Tegra, ST-Ericsson Nomadik, Qualcomm Snapdragon, Texas Instruments OMAP, Samsung Hummingbird, LG H13, Apple A4/A5/A6 и HiSilicon K3.

На базе ARM процессоров сегодня работают фактически любая электроника: КПК, мобильные телефоны и смартфоны , цифровые плееры, портативные игровые консоли, калькуляторы, внешние жесткие диски и маршрутизаторы. Все они содержат в себе ARM-ядро, поэтому можно сказать, что ARM - мобильные процессоры для смартфонов и планшетов.

ARM процессор представляет из себя SoC , или "систему на чипе". SoC система, или "система на чипе", может содержать в одном кристалле, помимо самого CPU, и остальные части полноценного компьютера. Это и контроллер памяти, и контроллер портов ввода-вывода, и графическое ядро, и система геопозиционирования (GPS). В нем может находится и 3G модуль, а также многое другое.

Если рассматривать отдельное семейство ARM процессоров, допустим Cortex-A9 (или любое другое), нельзя сказать, что все процессоры одного семейства имеют одинаковую производительность или все снабжены GPS модулем. Все эти параметры сильно зависят от производителя чипа и того, что и как он решил реализовать в своем продукте.

Чем же отличается ARM от X86 процессоров ? Сама по себе RISC (Reduced Instruction Set Computer) архитектура подразумевает под собой уменьшенный набор команд. Что соответственно ведет к очень умеренному энергопотреблению. Ведь внутри любого ARM чипа находится гораздо меньше транзисторов, чем у его собрата из х86 линейки. Не забываем, что в SoC-системе все периферийные устройства находится внутри одной микросхемы, что позволяет ARM процессору быть еще более экономным в плане энергопотребления. ARM архитектура изначально была предназначена для вычисления только целочисленных операций, в отличии от х86, которые умеют работать с вычислениями с плавающей запятой или FPU. Нельзя однозначно сравнивать эти две архитектуры. В чем-то преимущество будет за ARM. А где-то и наоборот. Если попробовать ответить одной фразой на вопрос: в чем разница между ARMи X86 процессорами, то ответ будет таким: ARM процессор незнает того количества команд, которые знает х86 процессор. А те, что знает, выглядят гораздо короче. В этом его как плюсы, так и минусы. Как бы там ни было, в последнее время все говорит о том, что ARM процессора начинают медленно, но уверенно догонять, а кое в чем и перегонять обычные х86. Многие открыто заявляют о том, что в скором времени ARM процессоры заменят х86 платформу в сегменте домашних ПК. Как мы уже , в 2013 году уже несколько компаний с мировым именем полностью отказались от дальнейшего выпуска нетбуков в пользу планшетных пк. Ну а что будет на самом деле, время покажет.

Мы же будем отслеживать уже имеющиеся на рынке ARM процессоры.

До этого в смартфонах использовалась только архитектура ARM, но сейчас Intel уже на пороге массового выпуска мобильных чипов с архитектурой x86. Что же лучше: ARM или x86?

Вступление и общие понятия.

Архитектура x86, которая сейчас используется практически во всех компьютерах, это CISC архитектура. Это означает, что такие процессоры будут иметь следующие свойства:

  • нефиксированное значение длины команды;
  • арифметические действия кодируются в одной команде;
  • небольшое число регистров, каждый из которых выполняет строго определённую функцию.

ARM же использует усовершенствованную RISC архитектуру. Главными особенностями такого подхода являются:

  • архитектура загрузки/хранения;
  • нет поддержки нелинейного (не выровненного по словам) доступа к памяти (теперь поддерживается в процессорах ARMv6 за некоторыми исключениями);
  • равномерный 16х32-битный регистровый файл;
  • фиксированная длина команд (32 бита) для упрощения декодирования за счет снижения плотности кода. Позднее режим Thumb повысил плотность кода;
  • одноцикловое исполнение.

Если попытаться выполнить программу написанную специально под набор команд одной архитектуры на другом процессоре, вы можете не получить желаемого результата.

Вычислительная мощность

Исторически архитектура x86 развивалась с расчетом на увеличение мощности. Каждое новое поколение процессоров становилось значительно мощнее, что привело к быстрому росту вычислительной техники. Росла частота, уменьшался технологический процесс, улучшалась структура самого процессора.

Долгое время энергоэффективность оставалась второстепенным фактором, в то время как мощности уделялось основное внимание. Перелом произошел не так давно, с момента популяризации ноутбуков.

Портативные машины должны были иметь продолжительное время работы.

Архитектура ARM наоборот использовалась изначально в портативных устройствах, что дало ей низкое энергопотребление и низкий уровень мощности. Рывок в развитии произошел в последние пять лет.

Современные смартфоны требуют уже достаточно большого уровня вычислений, при этом также должны работать достаточное время от аккумулятора.

Если сравнивать показатели энергоэффективности, то процессоры ARM имеют показатель в 2 TDP (величина, показывающая, на отвод какой тепловой мощности должна быть рассчитана система охлаждения процессора или другого полупроводникового прибора. К примеру, если система охлаждения процессора рассчитана на TDP 30 Вт, она должна быть в состоянии отвести 30 Вт тепла при некоторых заданных «нормальных условиях».), а самые эффективные процессоры Atom около 5 TDP. Это означает, что самые малотребовательные процессоры Intel все равно требуют в два раза больше энергии чем конкуренты ARM.

Если говорить о производительности, то тут x86 явно впереди ARM. Даже если посмотреть на , то можно увидеть, что одноядерный x86 быстрее двухъядерных ARM. Также стоит учитывать, что это первая модель процессора Intel в инженерном образце. Далее мощность будет только расти.

Популярность и лицензирование

Intel очень ревниво относится к своей архитектуре x86, поэтому кроме нее самой и AMD никто не может производить x86 процессоры.
С ARM ситуация другая. Каждый желающий может купить лицензию и создавать свои собственные процессоры, как это делает Qualcomm, Samsung, Apple, NVIDIA и другие компании. Сейчас у AMD нет планов по выпуску мобильных процессоров, поэтому Intel станет монополистом x86 процессоров для смартфонов и планшетов, что не очень хорошо для развития архитектуры. На рынке ARM идет серьезная борьба, что приводит к улучшению продукции всех производителей.

С другой стороны, бренд Intel имеет лучшую узнаваемость чем Qualcomm, Cortex и т.д. Поэтому покупатель придя в магазин и увидев надпись “Intel inside”, возможно предпочтет это устройство конкурентам.

Заключение

В заключении обычно объявляют победителя, но не в этом случае. Я считаю, что архитектуры x86 и ARM не совсем корректно сравнивать. Каждая хороша в чем-то своем. В будущем пользователь будет выбирать не только между мобильной ОС, производителем и качеством отдельно взятых компонентов, но и между архитектурой процессоров. Для разных целей подойдут разные архитектуры и это надо учитывать. Хотя пока нет тестов Intel Medfield по сроку службы батареи, но ARM будет в этом тесте впереди. В то же время по чистой мощности ARM не догонит x86.

ARM и x86 являются двумя наиболее распространенными архитектурами процессоров на планете. Каковы их сильные и слабые стороны для производительности и энергоэффективности?

В течение многих лет ARM (первоначально Acorn RISC Machines, но теперь Advanced RISC Machines) находилась в центре современных микропроцессоров и встроенного дизайна. Сфокусировавшись на энергоэффективности и простом наборе инструкций, мобильные устройства, в частности, сильно выиграли от дизайна процессора. Это позволило очень быстро ускорить развитие мобильного рынка.

Но несколько лет назад Raspberry Pi дебютировал, получив Broadcom SoC, который включал ядро ​​ARM с тактовой частотой 700 МГц. Ядро ARM само по себе похвасталось низкой стоимостью и простотой.

Со своей стороны, Intel, в основном, производила процессоры с высокой производительностью и высокой пропускной способностью, включая настольные ПК, ноутбуки, серверы и даже суперкомпьютеры. Но это уже не так, поскольку Intel охватывает рынок мобильных / маломощных компьютеров со многими мобильными процессорами, включая серию Intel Atom (один из основных процессоров, питающих Windows 10 планшеты).

У двух семейств процессоров есть много различий, включая их вычислительную мощность, энергопотребление, программное обеспечение и приложения. Давайте взглянем чем архитектура ARM отличается от x86 более подробно.

После прочтения обязательно ознакомьтесь с тем, про что мы еще писали: . Очень полезная информация для тех у кого много флешек , но, они все забиты важными файлами.

Различия в мощности обработки

Процессоры ARM вписываются в семейство RISC, которое означает «Сокращенный набор команд».

Процессор RISC фокусируется на сохранении количества инструкций как можно меньше, одновременно сохраняя эти инструкции как можно простыми. Простые инструкции имеют некоторые преимущества как для инженеров, так и для разработчиков программного обеспечения. Поскольку инструкции просты, для требуемой схемы требуется меньшее количество транзисторов, что приводит к большему количеству места чипа и / или меньшим чипам. Из-за этого процессоры ARM, как правило, объединяют многие периферийные устройства, включая графические процессоры, которые позволяют компьютерам, таким как Raspberry Pi, иметь так мало компонентов.

Но простые инструкции стоят дорого. Для выполнения задач требуются дополнительные инструкции, которые приводят к увеличению потребления памяти и увеличению времени выполнения. Тем не менее, процессор ARM компенсирует увеличенное время выполнения с более быстрыми процессорами и трубкой.

С другой стороны, процессоры Intel вписываются в семейство CISC, которое представляет собой комплексную команду Set Computing.

В отличие от компьютеров RISC, инструкции, доступные на CISC, более сфокусированы на выполнении сложных задач с большой гибкостью.

Например, многие машины на основе RISC выполняют операции между регистрами, которые обычно требуют, чтобы программа загружала переменные в регистры перед выполнением операции. Однако машина на основе CISC может (или должна) выполнять операции между регистрами, между регистром и местом памяти, и даже между ячейками памяти. Другие общие операции включают в себя умножение чисел с плавающей запятой, рулонов ствола, одиночных циклов инструкций, сложную манипуляцию с памятью, поиск в памяти и многое другое. Это часть того, чем архитектура ARM отличается от x86. Продолжим .

Различия в потребляемой мощности

Потребляемая мощность во встроенных конструкциях может быть одним из наиболее важных критериев. Система, которая предназначена для подключения к источнику питания, например, к электросети, обычно может игнорировать ограничения потребления энергии, но мобильный дизайн (или один, подключенный к ненадежному источнику питания) может ьыть полностью зависящим от управления питанием.

Части ARM превосходят мощные конструкции со многими из их ядер (если не большинство), не требующих радиаторов. Их типичное энергопотребление составляет менее 5 Вт со многими пакетами, включая графические процессоры, периферийные устройства и память. Такая малая рассеиваемая мощность возможна только из-за меньшего количества используемых транзисторов и относительно низких скоростей (по сравнению с обычными настольными процессорами). Но опять же (относящийся к предыдущему разделу) это влияет на производительность системы, и поэтому более сложные операции потребуют больше времени.

Из-за их повышенной сложности ядра Intel потребляют намного больше энергии, чем ядра ARM. Высокопроизводительный Intel I-7 может потреблять до 130 Вт энергии, тогда как мобильные процессоры Intel (такие как Atom и Celeron) потребляют от 6 Вт до 30 Вт. Процессоры с самой низкой потребляемой мощностью (линия Atom), предназначенные для использования ноутбуком, не интегрируют графику в процессор, а мобильные версии. Однако те, которые интегрируют графику, имеют значительно меньшую тактовую частоту (от 300 МГц до 600 МГц), что приводит к меньшей пропускной способности.

Различия в программном обеспечении


Когда речь заходит о больших двух именах на рынке процессоров, сравнение доступности программного обеспечения и наборов инструментов затруднено, так как они сильно популярны. У устройств на базе ARM есть преимущество в работе с операционными системами, предназначенными для мобильных телефонов, таких как Android. У Intel-устройств есть преимущество в том, что они работают практически с любой операционной системой, которая может работать на стандартном настольном ПК, включая Windows и Linux. Оба устройства могут запускать одни и те же приложения, если приложение скомпилировано на языке, который использует виртуальную машину, например Java.

Если говорить о том, чем архитектура ARM отличается от x86 то можно сказать с увереностью, что главное отличие в производительности и ориентированности на разные типы приложений. Главная задача процессоров ARM - управление энергопотреблением, для его большей эффективности на мобильных устройствах. А задача настольных версий есть большая производительность.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .

Процессор (ЦП, CPU) – главный компонент любого компьютера, мобильного телефона или другого умного гаджета. Именно процессор выполняет большую часть всех вычислений и задач, которые требуются для работы устройства, операционной системы и приложений. Поэтому его производительность напрямую влияет на производительность всего устройства. Если процессор работает недостаточно быстро, то пользователь будет сталкиваться с зависаниями, медленным запуском приложений и лагами в работе интерфейса.

Учитывая все вышеописанное не удивительно, что многих пользователей интересует, какой процессор установлен на их устройстве. В данной инструкции мы рассмотрим сразу несколько способов, которые позволят получить эту информацию и узнать какой процессор используется на Андроид телефоне.

Для того чтобы узнать какой процессор установлен на Android телефоне, а также посмотреть другие его характеристики, вам необходимо установить специальное приложение. К сожалению, без этого получить нужную информацию не получится, так как в стандартных настройках операционной системы Android такая возможность просто не предусмотрена. Одним из наиболее простых и удобных приложений для просмотра характеристик является утилита CPU-Z.

CPU-Z – это Андроид версия популярной программы для идентификации процессора. Приложение CPU-Z позволяет узнать, какой процессор установлен на вашем Андроид телефоне, а также получить подробную информацию о его характеристиках. Также в данном приложении можно получить и другую информацию о телефоне.

Интерфейс CPU-Z состоит из нескольких вкладок:

  • SOC – данные о процессоре, установленном на данном Андроид устройстве. Здесь указана информация о модели процессора, архитектуре (x86 или ARM), количестве ядер, тактовой частоте, а также модели графического ускорителя.
  • System – название Андроид устройства, производителя и версия Андроид. Также здесь указаны некоторые другие технические характеристики Андроид устройства. Например, разрешение экрана, плотность пикселей, объем оперативной и постоянной памяти.
  • Battery – информация о батарее. Здесь указан уровень заряда, напряжение и температура батареи.
  • Sensors – данные от сенсоров, установленных на Android устройстве. Обновляются в реальном времени.

Для того чтобы узнать, какой процессор на вашем Андроид телефоне нужно установить и запустить приложение CPU-Z. После этого перед вами откроется приложение CPU-Z на вкладке «SOC». Здесь в самом верху экрана будет указано название модели процессора. Также здесь вы сможете найти следующую информацию о процессоре:

  • Количество ядер.
  • Поддержка big.LITTLE.
  • Архитектура.
  • Ревизия.
  • Технологический процесс (техпроцесс).
  • Тактовые частоты.
  • Текущая тактовая частота по каждому ядру.
  • Производитель графического ускорителя.
  • Модель графического ускорителя.

Как посмотреть модель процессора в AIDA64

Еще одно приложение для просмотра характеристик телефона, которое стоит рассмотреть, это AIDA64. Как и предыдущее приложение, AIDA64 сначала появилась на ПК и уже потом была выпущена версия для Android.

Приложение AIDA64 собирает огромное количество информации об аппаратной и программной части Андроид устройства и демонстрирует ее пользователю в удобном виде. В AIDA64 можно посмотреть технические характеристики процессора, экрана, аккумуляторной батареи, беспроводных модулей, оперативной памяти, графического ускорителя и датчиков. Также приложение предоставляет немало информации об установленных приложениях и настройках операционной системы. При этом AIDA64 работает не только на телефонах, но и на других Android устройствах, например, умных часах или телевизорах.

Интерфейс AIDA64 для Андроид состоит из таких разделов как:

  • Система – общая информация о телефоне. Название устройства, производитель, объем оперативной и встроенной памяти.
  • ЦП – данные об установленном процессоре и его технических характеристиках.
  • Отображение – информация об экране устройства. Размер экрана, разрешение, плотность пикселей, частота обновления.
  • Сеть – сетевые возможности устройства. Данные о мобильном операторе и беспроводных сетях Wi-Fi.
  • Батарея – информация об аккумуляторной батарее. Тип батареи, уровень заряда, температура, напряжение питания, емкость, скорость разряда.
  • Android – параметры операционной системы. Версия Android, уровень API, техническая параметры.
  • Устройства – данные о подключенных устройствах. Здесь можно найти характеристики камеры, сканера отпечатков пальцев и других устройств.
  • Температура – текущие значения температуры с датчиков.
  • Датчики – полный список всех доступных на телефоне датчиков. Здесь можно просмотреть данные, которые поступают с датчика приближения, гироскопа, барометра и т. д.
  • Приложения – список всех установленных программ.
  • Кодеки – список всех установленных кодеков (программы для работы со звуком и видео).
  • Папки – список системных папок операционной системы Android.
  • Системные файлы –список системных файлов операционной системы Android.

Для того чтобы узнать какой процессор установлен на телефоне нужно открыть раздел «ЦП». Здесь в самом верху экрана будет указано название модели процессора. Также здесь вы сможете найти следующую информацию о процессоре:

  • Архитектура процессора.
  • Технологический процесс.
  • Набор инструкций.
  • Ревизия.
  • Число ядер.
  • Диапазон частот.
  • Текущие частоты по каждому ядру.

Поиск технических характеристик в интернете

Как видно, получить информацию об используемом процессоре не сложно. Все что нужно сделать, это установить одно из предложенных приложений и изучить информацию, которая там предоставлена. Если же ваш телефон не работает или вы не можете установить указанные программы, то в таком случае нужно искать информацию о ЦП в интернете. Для этого достаточно ввести в поисковую систему название мобильного телефона и изучить результаты поиска.

Также можно обратиться к сайтам, которые специализируются на сборе характеристик о мобильных телефонах. Например, можно зайти на , ввести в поиск название телефона и кликнуть по найденной ссылке.

После этого перед вами появится страница с подробными характеристиками вашего мобильного телефона. Здесь нужно найти строчку «Chipset». В ней будет указано название процессора, который установлен на вашем Android устройстве.

Если на gsmarena.com нет нужного вам гаджета, то попробуйте поискать на . Здесь также имеется большая база мобильных телефонов с подробными характеристиками каждого устройства.