Ano ang arkitektura ng ARM sa mga kompyuter at bakit ito mahalaga?

Informatec Digital » Kayamanan » Ano ang arkitektura ng ARM sa mga kompyuter at bakit ito mahalaga?

Ang arkitektura ng ARM ay umunlad mula sa pagpapagana ng mga simpleng gadget patungo sa pagpapagana ng mga laptop, desktop, at server . Kung gumamit ka na ng Android phone, iPhone, Raspberry Pi, o bagong Mac, nakagawa ka na ng mga processor batay sa disenyong ito, kahit na hindi mo ito alam noon.

Sa mga sumusunod na linya, ating susuriin nang detalyado kung ano talaga ang arkitektura ng ARM sa mga computer, kung paano ito gumagana, ang mga pinagmulan nito, at kung bakit nito binabago ang tanawin kumpara sa arkitektura ng Intel at AMD na x86 . Tatalakayin din natin ang kaugnayan nito sa RISC-V, ang papel nito sa Windows, macOS, at Linux, at kung bakit niyakap ng mga pangunahing tagagawa ang ganitong uri ng CPU.

Ano ang arkitektura ng ARM at ano ang batayan nito?

Kapag pinag-uusapan natin ang ARM, tinutukoy natin ang arkitektura ng instruction set ng RISC (Reduced Instruction Set Computing) , na idinisenyo para sa mga processor na mababa ang lakas ngunit lalong nagiging makapangyarihang, na ginagamit mula sa maliliit na microcontroller hanggang sa mga personal na computer at data center.

Hindi tulad ng mga arkitektura ng CISC tulad ng x86/x86-64 (tingnan ang mga pagkakaiba sa pagitan ng mga processor ng Intel at AMD ), ang ARM ay umaasa sa isang mas simple, mas siksik, at lubos na mahusay na set ng instruksyon . Nagbibigay-daan ito para sa mga processor na may mas kaunting transistor, mas kaunting panloob na kumplikado, at mas mababang pagkonsumo ng kuryente—isang mahalagang salik sa mga ultralight na mobile device at laptop.

Isang mahalagang punto ay ang ARM Holdings (ngayon ay Arm Ltd.) ay hindi gumagawa ng mga processor . Dinisenyo ng kumpanya ang arkitektura at mga core, at pagkatapos ay nililisensyahan ang teknolohiyang iyon sa mga ikatlong partido (Apple, Qualcomm, Samsung, atbp.), na siyang nagsasama nito sa kanilang sariling mga SoC sa pamamagitan ng pagdaragdag ng mga custom na GPU, memory controller, modem, at iba pang mga bahagi.

Sa pagsasagawa, nangangahulugan ito na mayroong daan-daang variant ng ARM processor na may iba't ibang pag-uugali at pagganap , bagama't lahat sila ay nagbabahagi ng parehong base ng instruction set, na nagbibigay-daan para sa pagbuo ng mga katugmang operating system at aplikasyon.

Isang maikling kasaysayan ng ARM: mula sa Acorn hanggang sa pangingibabaw sa merkado

Ang kwento ng ARM ay nagsimula noong 1983, nang magpasya ang Acorn Computers na bumuo ng isang bagong processor batay sa kanilang karanasan sa MOS 6502 , ang chip na ginamit sa marami sa kanilang mga personal na computer noong panahong iyon. Ang proyekto ay pinangunahan nina Sophie Wilson at Steve Furber.

Ang kanilang layunin ay lumikha ng isang makabago ngunit napakasimpleng processor sa loob, nang walang microcode at may malinaw na pilosopiya ng RISC . Noong 1985, natapos nila ang disenyo ng unang prototype, ang ARM1, at noong 1986 ay dumating ang ARM2, ang unang komersyal na bersyon na ginamit sa mga computer tulad ng Acorn Archimedes.

Ang ARM2 ay mayroong 32-bit data bus, 26-bit address space, at 16 na 32-bit general-purpose registers . Isa sa mga register na ito ay ginamit bilang program counter (PC), na may ilang bits na ginagamit para sa status flags. Sa teknikal na aspeto, ito ay napakasimple: humigit-kumulang 30.000 transistors at walang cache memory.

Ang simpleng ito ay nagresulta sa napakababang konsumo ng enerhiya para sa oras at pagganap na nakahihigit sa isang Intel 286. Ang kahalili nito, ang ARM3, ay nagdagdag ng isang maliit na 4 KB na unified cache na makabuluhang nagpabuti sa paulit-ulit na pag-access sa memorya.

Noong huling bahagi ng dekada 80, nagsimulang makipagtulungan ang Apple sa Acorn sa mga bagong bersyon ng ARM core . Upang maiwasan ang mga alalahanin mula sa ibang mga tagagawa, itinatag ang independiyenteng kumpanyang Advanced RISC Machines (ARM) noong 1990, na inatasang magdisenyo at maglisensya sa mga susunod na henerasyon ng mga processor.

Sa yugtong ito lumitaw ang ARM6, na ipinakilala noong 1991, na ginamit ng Apple sa Newton (ARM 610) at ng Acorn sa RiscPC. Ang core ay nanatiling nakakagulat na simple: 35.000 transistors lamang , na nagpapahintulot dito na maisama sa iba't ibang peripheral at bumuo ng mga pasadyang sistema.

Ang malaking pagsulong ng ARM sa merkado ng mga mamimili ay dumating kasama ang ARM7TDMI, na matatagpuan sa milyun-milyong mobile phone, handheld consoles, at embedded systems . Kasabay nito, binigyan ng lisensya ng Digital (DEC) ang disenyo at nilikha ang StrongARM, na may kakayahang gumana sa 233 MHz habang kumokonsumo ng humigit-kumulang 1 W, isang mahalagang hakbang sa kahusayan.

Sa paglipas ng panahon, ang teknolohiyang ito ay napunta sa mga kamay ng Intel, na siyang nagsama nito sa pamilyang Intel i960 at mga solusyon ng XScale, habang ang iba pang mga higante tulad ng Freescale, IBM, Texas Instruments, Nintendo, Philips, Samsung, STMicroelectronics o Atmel ay naglisensya rin sa arkitektura ng ARM.

Sa kasalukuyan, humigit-kumulang tatlong-kapat ng mga 32-bit processor sa mundo ang gumagamit ng mga ARM core . Ito ay kumakatawan sa isang napakalaking presensya: mga hard drive, router, laruan, kotse, telebisyon, mobile phone, tablet, laptop, at parami nang parami, mga personal na computer at server.

Mga pangunahing pamilya ng processor ng ARM

Sa paglipas ng mga dekada, ang ARM ay naglabas ng iba't ibang pamilya at bersyon ng arkitektura (ARMv1, v2, v3, atbp.), bawat isa ay may mga pagpapabuti sa pagganap, kapasidad ng memorya, mga cache, suporta sa floating-point, at mga karagdagang tampok.

Ang mga unang henerasyon, tulad ng ARM1, ARM2, at ARM3 (ARMv1 at ARMv2) , ay nakatuon sa pagbibigay ng isang napakasimpleng 32-bit na CPU para sa mga computer tulad ng BBC Micro na may ARM coprocessor, ang Acorn Archimedes, o ang RiscPC. Ang mga chip na ito ay kulang sa isang kumpletong MMU (sa ilang mga kaso ay gumagamit ng isang panlabas na MEMC) at kakaunti hanggang sa walang cache.

Sa pamilyang ARM6 (ARMv3) , nagagawa ang paglukso sa ganap na 32-bit addressing, at isinama ang mga core tulad ng ARM600 o ARM610, ang ilan ay may integrated cache at mga partikular na bus para sa mga floating-point coprocessor.

Kalaunan ay dumating ang ARM7 at ARM7TDMI (ARMv3 at ARMv4T) , na may suporta para sa 16-bit na Thumb instruction set, isang 3-stage pipeline, at mga variant na may cache, MMU, o MPU. Ang mga core na ito ang batayan para sa mga sikat na produkto tulad ng Game Boy Advance, Nintendo DS, Apple iPod, at mga embedded system mula sa NXP, Atmel, at Psion.

Kasabay nito, lumilitaw ang pamilyang StrongARM (ARMv4) , ang resulta ng pakikipagtulungan sa DEC, na nakatuon sa pagkamit ng mataas na MIPS kada watt para sa mga PDA at maliliit na kompyuter (Apple Newton 2×00, iPAQ, Zaurus, atbp.), na may medyo malalaking L1 cache para sa panahong iyon at isang kumpletong MMU.

Kalaunan, ang seryeng ARM9, ARM9E, at ARM10E (ARMv4T at ARMv5) ay nagpakilala ng mas malalalim na pipeline, mga pagpapabuti sa mga tagubilin ng DSP, mas malawak na suporta sa Thumb, mga kakayahan ni Jazelle para sa pagpapatupad ng Java bytecode sa hardware, at mas malaki at maaaring i-configure na mga cache. Ang mga core na ito ay ginagamit sa mga mobile phone, digital camera, network device, handheld console, at hindi mabilang na iba pang system-on-a-chips (SoC).

Isang mahalagang sangay ang XScale (ARMv5TE) , na nakuha ng Intel, na idinisenyo para sa mga application processor at network processor na may matataas na frequency, malalaking L1/L2 cache at, sa ilang mga kaso, mga RAID accelerator o mga partikular na function para sa I/O.

Ipinakilala ng ARM11 (ARMv6) ang isang pipeline ng hanggang 9 na yugto, suporta sa SIMD, Thumb-2, Jazelle DBX, mga pagpapabuti sa DSP, at mga teknolohiya sa seguridad tulad ng TrustZone. Ang mga kernel na ito ay ginamit sa mga kilalang aparato tulad ng unang iPhone, maagang henerasyon ng iPod touch, ilang mga teleponong Nokia Nseries, mga game console, at ang unang Raspberry Pi.

Dumating ang dakilang modernong rebolusyon kasama ang pamilyang Cortex , lalo na sa mga profile ng aplikasyon na ARMv7-A at mga mas bagong henerasyon. Ang mga core tulad ng Cortex-A5, Cortex-A8, Cortex-A9, at ang kanilang mga multi-core variant (MPCore) ay naging de facto na pamantayan sa mga smartphone, tablet, smart TV, at magaan na laptop.

Isinasama ng mga core na ito ang superscalar execution, deep pipelines, NEON (SIMD), VFP para sa mga floating-point operation, advanced Thumb-2, at TrustZone . Matatagpuan ang mga ito sa mga SoC tulad ng mga nasa Texas Instruments OMAP series, Samsung Exynos, Nvidia Tegra, Qualcomm Snapdragon, at Apple A4/A8 at mga kahalili nito.

Sa larangan ng embedded at microcontroller, namumukod-tangi ang mga pamilya ng Cortex-R (real-time profile) at Cortex-M (microcontroller profile) , kasama ang mga variant tulad ng Cortex-R4, Cortex-M0, M1, M3 at M4, na idinisenyo para sa mga kritikal na sistema, industrial control, automotive at consumer electronics kung saan ang predictability at kahusayan ng response time ay pinakamahalaga.

Set ng Instruksyon ng ARM: RISC, Mga Kondisyon, at Mga Mode ng Thumb

Ang set ng instruksyon ng ARM ay dinisenyo mula sa simula bilang purong RISC: simple, nakapirming laki ng mga instruksyon na, sa maraming pagkakataon, ay maaaring isagawa sa isang clock cycle . Ang susi ay para sa compiler na makabuo ng mahusay na mga sequence na may ilang mga instruksyon na may mataas na atomic na antas.

Isang partikular na katangian ay, sa mga klasikong 32-bit mode, ang bawat instruksyon ay may kasamang condition code sa pinakamataas nitong 4 na bit . Pinapayagan nito ang halos anumang instruksyon na maging conditional (isinasagawa lamang kung natutugunan ang ilang partikular na flag), na binabawasan ang pangangailangan para sa mga jump at pinipigilan ang mga pipeline bubble sa maliliit na bloke ng code na may mga madalas na kondisyon.

Bukod pa rito, pinapayagan ng ARM ang pagsasama-sama ng mga operasyong aritmetika/lohikal sa mga paglilipat at pag-ikot ng rehistro sa iisang instruksyon . Halimbawa, ang isang bagay na katumbas sa C ng "a += (j << 2);" ay maaaring ipahayag bilang isang instruksyon ng ARM na nagdaragdag ng isang na-shift na halaga sa rehistro, na nagse-save ng mga instruksyon at mga access sa memorya.

Isa pang bentahe ay sinusuportahan ng address set ang mga pre- at post-increment mode, relative addressing, at iba pang flexible addressing methods , na hindi pangkaraniwan sa ibang arkitektura na itinuturing ding RISC. Ang lahat ng ito ay nakakatulong sa pagbabawas ng kabuuang bilang ng mga instruksyon at pagpapabuti ng performance kada cycle.

Ang klasikong arkitektura ay tumutukoy sa 16 na programmer-visible registers na may 32 bits (R0-R15) . Sa prinsipyo, ang mga ito ay simetriko, bagama't ang R15 ay ginagamit bilang program counter (PC), ang R14 ay karaniwang gumaganap bilang link register (return address ng mga subroutine o exceptions) at ang R13 ay ginagamit bilang stack pointer.

Ang ARM ay may dalawang pangunahing mode ng pagpapatupad: ARM mode (32-bit na mga tagubilin) ​​at Thumb mode (16-bit na mga tagubilin) . Ang ARM mode ay nag-aalok ng mas maraming lakas (isang mas kumpletong set ng instruksyon) ngunit bumubuo ng mas malaking code; Binabawasan ng Thumb mode ang laki ng bawat instruksyon sa kalahati, na nagpapabuti sa densidad ng code at, sa maraming kaso, ang pagganap sa mga system na may mas makitid na memory bus.

Ang Thumb ay mahalagang isang subset ng mga pinakamadalas gamiting instruksyon sa larong ARM . Ang unang processor na nagsama nito ay ang ARM7TDMI, at mula noon halos lahat ng kasunod na pamilya (ARM9, XScale, Cortex, atbp.) ay may suporta para sa Thumb o sa ebolusyon nito, ang Thumb-2.

Bukod pa rito, nariyan ang Jazelle DBX, isang teknolohiyang nagpapahintulot sa Java bytecode na tumakbo nang direkta sa hardware sa ilang partikular na core (mga core na ang pangalan ay may kasamang "J", tulad ng ARM926EJ-S). Ang functionality na ito ay naglalayong pabilisin ang mga Java virtual machine sa mga device na may limitadong resources.

Mga pangunahing bentahe ng arkitektura ng ARM

Ang popularidad ng ARM ay hindi nagkataon lamang: ito ay nagmumula sa kombinasyon ng kahusayan sa enerhiya, kakayahang umangkop sa disenyo, gastos, at sapat na pagganap para sa karamihan ng mga gamit.

Sa isang banda, bilang isang arkitektura ng RISC na may medyo maliit na set ng instruksyon at walang mabigat na microcode, ang mga ARM core ay maaaring gawin gamit ang mas kaunting transistor kaysa sa isang katumbas na disenyo ng x86 . Ang mas kaunting transistor ay nangangahulugan ng mas mababang konsumo ng kuryente, mas kaunting init, at mas maliliit at mas murang mga chip.

Nagbibigay-daan ito sa mga ARM processor na mag-alok ng napakadisente na performance na may kaunting konsumo ng kuryente , isang bagay na mahalaga sa mga mobile phone, tablet, ultralight laptop, IoT device, at embedded system na pinapagana ng mga baterya o may mga limitasyon sa thermal.

Ang modelo ng paglilisensya ay gumagana rin pabor dito: Ibinebenta ng ARM ang intelektwal na ari-arian ng mga core nito sa lahat ng uri ng mga tagagawa , na maaaring ipasadya ang mga ito, pagsamahin ang mga ito sa iba pang mga bloke (GPU, modem, AI accelerators) at lumikha ng mga SoC na ganap na iniangkop sa kanilang mga produkto.

Lumilikha ito ng isang malaking ecosystem ng mga tagagawa, na may patuloy na mga pagpapabuti sa pagganap at kahusayan , at isang napakalawak na hanay ng mga alok para sa halos anumang niche: mula sa mga ultra-cheap microcontroller hanggang sa 64-bit na mga CPU para sa mga server.

Sa buod, ang ARM ay nag-aalok ng mababang konsumo ng kuryente, abot-kayang presyo, mahusay na densidad ng code, mga mature na tool, at higit pa sa katanggap-tanggap na pagganap na patuloy na bumubuti . Hindi nito palaging naaabot ang mga hilaw na antas ng pagganap ng x86 sa mga high-end gaming desktop, ngunit hindi nito kailangang gawin ito sa karamihan ng mga sitwasyon.

32-bit at 64-bit na ARM: kamakailang ebolusyon

Ang mga unang disenyo ng ARM ay 32-bit, at sa loob ng mga dekada ay nangibabaw ang mga ito sa merkado ng embedded at mobile device . Gayunpaman, simula noong 2011, ipinakilala ng Arm ang mga arkitektura na may katutubong suporta sa 64-bit (ARMv8 at mas bago), na nagbukas ng pinto sa mas mabibigat na workload.

Ang paglipat sa 64-bit na arkitektura sa ARM ay hindi kapalit ng kahusayan ng RISC; sa halip, nakamit ito salamat sa mas sopistikadong disenyo ng modernong instruction set . Pinapadali nito ang mas malalaking memory address at mga operasyon ng extended-precision arithmetic, isang bagay na mahalaga na sa mga high-end na mobile device at, siyempre, sa mga computer at server.

Ang nabawasang kasalimuotan kumpara sa x86 ay nananatiling isang kalamangan: kahit sa kanilang 64-bit na mga bersyon, ang mga ARM processor ay nagpapanatili ng mas kaunting transistor para sa parehong gawain , na nagreresulta sa mas mababang gastos sa pagmamanupaktura at mas mababang pagkonsumo ng kuryente.

Sa larangan ng mga personal na kompyuter, ito ay naging totoo sa mga processor tulad ng Apple Silicon (M1, M2, M3…) at ang bagong Snapdragon X Elite ng Qualcomm , na pinagsasama ang mga high-performance core na may mga high-efficiency core at integrated graphics na kayang makipagkumpitensya sa maraming x86 laptop sa mga pangkalahatang gawain.

Paggamit ng ARM sa mga kompyuter, laptop, at iba pang mga aparato

Ayon sa kaugalian, ang mga ARM processor ay nakalaan para sa mga smartphone, tablet, smart TV, router, portable console, at gadget kung saan ang mababang konsumo ng kuryente ay mahalaga at hindi kailangan ng buong desktop power.

Ngunit mabilis itong nagbabago. Sa isang banda, ipinakita ng mga aparatong tulad ng Raspberry Pi na ang isang ARM system ay maaaring gumana nang perpekto bilang isang desktop microcomputer o mini PC para sa mga gawain sa opisina na may angkop na operating system (karaniwan ay Linux) para sa trabaho sa opisina, pag-browse, at magaan na programming.

Nakakita rin tayo ng mas malalakas na produktong nakabase sa ARM tulad ng NVIDIA Tegra X1 , na ginagamit ng Nvidia sa Shield TV nito at, higit sa lahat, ng Nintendo sa Switch, kung saan mahalaga ang balanse sa pagitan ng performance ng graphics at pagkonsumo ng kuryente.

Sa larangan ng mga advanced na tablet, ipinakita ng Apple, gamit ang mga A-series (at kalaunan ay M-series) chips nito, na ang isang mahusay na dinisenyong ARM SoC ay kayang maghatid ng kamangha-manghang performance sa mga malikhaing aplikasyon, trabaho sa opisina, at mabibigat na multitasking, nang hindi nangangailangan ng agresibong mga bentilador.

Sa bahagi naman ng Microsoft, isinasama nito ang mga ARM processor sa mga device tulad ng Surface Pro X at iba pang variant ng pamilyang Surface , na nakatuon sa mga magaan at tahimik na device na may integrated LTE connectivity na kayang makipagkumpitensya sa mga tradisyonal na laptop para sa mobile work.

Samantala, lubos na itinataguyod ng Google ang ARM sa ecosystem ng Chromebook nito . Ang Chrome OS, na nakabatay sa Chromium at Android, ay angkop para sa arkitekturang ito, na nag-aalok ng abot-kaya at magaan na mga laptop na may mahusay na buhay ng baterya. Maraming tagagawa ng Chromebook ang pumipili ng mga ARM SoC nang tumpak upang ma-maximize ang buhay ng baterya at mabawasan ang mga gastos.

ARM at mga operating system: Windows, macOS, Linux, at iba pa

Bagama't maraming tao ang nag-uugnay lamang ng ARM sa mga mobile device, karamihan sa mga pangunahing operating system ay mayroon nang mature na suporta para sa arkitekturang ito , kapwa sa mga naka-embed na variant at sa mga desktop at server na kapaligiran.

Sa larangan ng mobile, halos eksklusibong ginagamit ng Android at iOS ang mga ARM processor sa loob ng maraming taon , na sinasamantala ang kanilang mga benepisyo sa kahusayan. Sa paglipat nito sa Apple Silicon, pinalawak din ng Apple ang pilosopiyang ito sa mga desktop at laptop computer nito, tinalikuran ang mga Intel x86 processor.

Sa mga Mac na may mga ARM processor, iniaalok ng Apple ang Rosetta 2, isang sistema ng pagsasalin na nagbibigay-daan sa mga application na na-compile para sa Intel na tumakbo nang may nakakagulat na mahusay na pagganap. Malaki ang naitulong nito sa paglipat, hanggang sa punto na ngayon halos lahat ng mga kaugnay na application ay may katutubong bersyon ng ARM.

Sa loob ng ecosystem ng Microsoft, ginalugad ng Windows ang iba't ibang pamamaraan sa ARM . Sinuportahan ng Windows CE at Windows Embedded Compact ang ARMv5, v6, at v7 sa embedded world sa loob ng maraming taon. Kalaunan ay dumating ang Windows 8 RT para sa mga ARM tablet tulad ng unang Surface, na may katamtamang resulta dahil sa mga limitasyon ng software.

Mas pinahusay pa ito ng Windows 10 at Windows 11, nag-aalok ng mga bersyong ARM na may x86 application emulation . Sa Windows 11, ang emulation at performance ay bumuti nang malaki, bagama't mayroon pa ring mga isyu sa compatibility sa ilang klasikong desktop software.

Samantala, masigasig na niyakap ng Linux at mga sistemang katulad ng UNIX ang ARM . Ang mga distribusyon tulad ng Debian, Ubuntu, Arch Linux, Kali, Manjaro, Gentoo, at Oracle Linux ay nag-aalok ng mga opisyal na imahe para sa iba't ibang ARM SoC, kabilang ang Raspberry Pi at iba pang mga board.

Sa panig ng BSD, ang FreeBSD, NetBSD, at OpenBSD ay pawang sumusuporta sa maraming plataporma ng ARM , at ang mga makasaysayang sistema tulad ng RISC iX ay tumakbo sa mga makinang Acorn batay sa ARM2/ARM3. Bukod pa rito, ang Solaris at iba pang mga variant ng UNIX ay mayroon ding mga implementasyon para sa arkitekturang ito.

Sa larangan ng real-time at embedded operating systems, ang ARM ay makikita sa Android (sa kaso ng mga embedded device), Windows CE/Embedded, .NET Micro Framework, ChibiOS/RT, FreeRTOS, eCos, Integrity, Nucleus, QNX, RTEMS, ThreadX, VxWorks, uTasker, MQX, at marami pang iba . Napakalaki ng listahan dahil halos bawat modernong RTOS ay nag-aalok ng suporta para sa kahit isang ARM profile.

Intel, ARM, at ang inspirasyon sa likod ng arkitekturang big.LITTLE

Ang mga klasikong desktop at laptop processor, lalo na ang mga mula sa Intel at AMD, ay sa loob ng maraming taon ay gumagamit ng mga arkitekturang CISC x86/x86-64 na may mas malalaki at mas kumplikadong mga core , na pinapagana ng malalakas na power supply at mga nakalaang sistema ng paglamig.

Sa kabaligtaran, ang mga disenyo ng ARM para sa mga mobile phone at naka-embed na SoC ay matagal nang pumipili ng magkakaibang arkitektura ng uri ng big.LITTLE , na pinagsasama ang malalakas na core at mahusay na mga core sa loob ng iisang chip upang iakma ang pagkonsumo ayon sa workload.

Ang ideyang ito ang direktang nagbigay inspirasyon sa bagong henerasyon ng mga hybrid Core processor ng Intel, na pinagsasama ang mga high-performance core (P-core) at mga high-efficiency core (E-core) sa iisang pakete. Bagama't hindi nila ginagamit ang ARM, ginagaya nila ang pamamaraang ipinakilala ng ARM upang mapabuti ang pangkalahatang kahusayan at pagganap.

Tungkol naman sa direktang kompetisyon, hanggang kamakailan lamang, ang ARM ay ibinaba sa mga partikular na proyekto sa desktop o sa ecosystem ng Apple . Gayunpaman, gamit ang Snapdragon X Elite at iba pang katulad na mga proyekto, nilalayon ng Qualcomm at iba pang mga tagagawa na hamunin ang x86 sa mga pangunahing laptop.

Ang pinakamalaking balakid para sa ARM sa mainstream PC ay ang software compatibility at, sa kaso ng gaming, ang pag-asa sa mga GPU at driver na na-optimize para sa x86 . Hangga't pinapanatili ng AMD at Intel ang kanilang pangingibabaw sa mga dedicated graphics card at high-performance CPU, ang mundo ng gaming ay mananatiling mahigpit na nakatali sa x86.

ARM vs RISC-V: Dalawang magkaibang arkitektura ng RISC

Sa mga nakaraang taon, ang RISC-V, isa pang arkitektura ng RISC na direktang nakikipagkumpitensya sa ARM sa maraming larangan , ay nakakuha ng makabuluhang katanyagan . Tulad ng ARM, ang RISC-V ay nakatuon sa mga aparatong mababa ang lakas, ngunit naiiba ito sa isang pangunahing aspeto: ito ay isang bukas at walang lisensya na ISA.

Bagama't ang paggamit ng x86-64 o ARM ay nangangailangan ng pagbabayad ng mga royalty sa Intel, AMD, o Arm Ltd. , ang sinumang kumpanya o indibidwal ay maaaring magdisenyo, gumawa, at magbenta ng mga RISC-V processor nang hindi nagbabayad ng mga karapatan sa instruction set. Dahil dito, ang RISC-V ay partikular na kaakit-akit sa mga bansa at tagagawa na naghahangad ng kalayaan sa teknolohiya at pagbawas ng gastos.

Sa kasalukuyan, sa mga purong kakayahan, ang ARM at RISC-V ay parehong may 64-bit na mga extension at suporta para sa kumpletong mga operating system . Ang ARM ay mahusay nang naitatag sa Android, iOS, macOS, at Linux, habang ang RISC-V ay nagsisimula nang makakuha ng opisyal na suporta sa Android (itinataguyod ito ng Google bilang isang nangungunang arkitektura) at sa mga distribusyon ng Linux tulad ng Ubuntu at Fedora.

Sa usapin ng suporta ng tagagawa, patuloy na may malaking kalamangan ang ARM . Halos lahat ng smartphone, tablet, at smart device na magagamit ngayon ay gumagamit ng ARM, habang ang karamihan sa mga kasalukuyang RISC-V chip ay nakatuon pa rin sa pag-develop, mga microcontroller, at mga partikular na produkto.

Gayunpaman, malinaw na panalo ang RISC-V pagdating sa presyo at kalayaan sa disenyo . Dahil walang gastos sa paglilisensya, mas madaling lumikha ng mga produktong napakamura o lubos na na-customize, na siyang dahilan kung bakit interesado ang mga bansang tulad ng Tsina at Russia na gamitin ang arkitekturang ito para sa kanilang sariling mga proyekto.

Kung pipiliin man natin ang isang "panalo" ngayon, ang ARM ay magiging mas mahusay pa rin sa ecosystem, magagamit na software, at maturity . Gayunpaman, ang RISC-V ay isang napaka-promising na kakumpitensya para sa hinaharap, lalo na sa mga larangan ng mga murang device, IoT, router, entry-level na PC, at mga budget smartphone.

Kung titingnan sa mas malawak na pananaw, ang arkitektura ng ARM ay naitatag na bilang isa sa mga pundasyon ng modernong computing : pinapagana nito ang lahat mula sa mga mobile phone na ginagamit natin araw-araw hanggang sa mga ultralight na laptop, Chromebook, Mac na may Apple Silicon, at isang malawak na hanay ng mga naka-embed na device. Ang pilosopiya nito sa RISC, ang kombinasyon ng kahusayan sa enerhiya at higit sa sapat na pagganap, ang modelo ng paglilisensya nito, at malawak na suporta sa operating system ay nagpapaliwanag kung bakit ito nangingibabaw sa napakaraming segment, kahit na ang mga mas bagong alok tulad ng RISC-V ay nagsisimulang lumitaw bilang isang bukas na alternatibo sa mundo ng CPU.