Læsere som dig hjælper med at støtte MUO. Når du foretager et køb ved hjælp af links på vores websted, kan vi optjene en affiliate-kommission.
Processoren er hjernen i enhver computer, og den udvikler sig konstant for at forbedre effektiviteten. En processors design bestemmer, hvor mange instruktioner den kan udføre, og hvor hurtigt og effektivt den kan udføre dem. RISC, RISC-V og ARM er udtryk, der bruges i processordesign til at betegne en type processor, der bruger en specifik type instruktionssætarkitektur (ISA).
Selvom de ikke er almindeligt anvendte i almindelige computere, driver disse processorer smartphones, mikrocontrollere, singleboard-computere og alle slags IoT-enheder. Læs videre for at lære mere om dem og deres forskelle.
Forklaring af instruktionssætarkitektur og RISC
Det kan være svært at forstå forskellen mellem RISC, RISC-V og ARM, hvis du ikke ved hvordan CPU'er fungerer og udfører kode. Så før vi begynder at sammenligne vilkårene, lad os først tale om instruktionssætarkitektur og hvordan den adskiller sig fra hvad din almindelige computerprocessor bruger.
Uanset om det er en mikroprocessor, en mikrocomputer eller en almindelig stationær computer, bruger deres processorer alle en instruktionssætarkitektur (ISA). En ISA er den del af processoren, der indeholder alle de grundlæggende instruktioner, en processor kan udføre. Disse instruktioner er byggestenene i et computerprogram. De er normalt ikke mere komplekse end din grundlæggende addition og subtraktion.
Generelt er der to typer ISA, der cirkulerer på markedet. Det er RISC- og CISC-arkitekturerne. RISC står for Reduced Instruction Set Computer, mens CISC står for Complex Instruction Set Computer. Begge arkitekturer er fremherskende i dag, hvor x86 (Intel- og AMD-processorer) er den bedste processor, der bruger CISC og ARM (Qualcomm- og MediaTek-processorer) som den mest populære RISC-arkitektur.
Grundlæggende er RISC en computerarkitektur designet og optimeret til at bruge færre instruktioner end sine CISC-modstykker. Disse færre instruktioner og anden optimeringsteknologi, der bruges i RISC-arkitektur, tillader disse typer processorer til at bruge mindre strøm, hvilket gør dem ideelle til smartphones, kameraer, smartwatches og alle former for IoT enheder.
Hvad er ARM?
Vi har fastslået, at ARM-processorer er nogle af de bedste RISC-arkitekturer på markedet. Så hvad er ARM egentlig, og hvorfor er de de mest populære RISC-processorer?
Før RISC-V (som vi vil tale om kort) var ARM-baserede processorer den eneste mulighed for alle, der ville bygge et elektronisk produkt ved hjælp af deres egne brugerdefinerede processorer.
Arm (med det lille "rm") Ltd. er en virksomhed, der designer og licenserer chips til forskellige hardwareproducenter, såsom Apple, MediaTek, Qualcomm og mindre virksomheder som PINE64. De bruger deres egen lukkede kilde ARM ISA til at designe højeffektive mikroprocessorer og system-on-a-chip (SoC). Alle designs lavet af Arm er kendt som Advanced RISC Machine processorer eller blot ARM (alle store bogstaver) processorer.
Udover at være en af de første virksomheder, der solgte og skræddersyede chipdesign, har Arm formået at være dominerende RISC-chipdesigner på grund af dens kontinuerlige innovationer med ARM ISA og ARM-processoren designs.
Ligesom AMD's APU, der kombinerer CPU og GPU i én die, er ARM-processorer kendt for at kombinere CPU, GPU, Memory, DSP og forskellige modemer alt sammen i en die eller chip - dette kaldes System på en chip (SoC). Denne tætte integration af flere moduler har gjort det muligt for ARM-processorerne at være hurtige og effektive.
Hvad er RISC-V?
RISC-V er en åben standard ISA udviklet ved University of California, Berkeley. Denne ISA introducerer ikke nogen ny teknologi på markedet, men mange spekulerer i, at det er fremtiden for RISC-baserede processorer. Så hvorfor er det?
RISC-V har fået opmærksomhed fra virksomheder som Amazon, Google, Qualcomm, Intel, Rockchip, SiFive, Sony, ZTE og Western Digital. Dette skyldes, at RISC-V er en åben standard ISA. RISC-V International (en non-profit forening for RISC-V) tillader enhver at bruge RISC-V ISA på deres processorer uden at betale et gebyr.
Det fantastiske ved RISC-V er dets evne til at udvide instruktionssættet baseret på hvilke processer din chip skal bruge for et givet produkt. RISC-V starter kun med et basisinstruktionssæt med 47 instruktioner. Disse instruktioner omfatter alle de grundlæggende funktioner, en chip har brug for for at fungere og udføre grundlæggende opgaver.
Designere vil derefter være frie til at vælge, hvilke instruktioner der skal tilføjes til basisinstruktionssættet for at give chippen alle de funktioner, den har brug for, uden nogen ekstra bloat-funktioner, den ikke ville bruge.
Selvom RISC-V stadig er en relativt ny ISA, er dets potentiale til at levere omkostningseffektive og højeffektive specialiserede chips til forskellige applikationer, hvad der gør den til en speciel ISA.
ARM eller RISC V? Hvilken er bedre?
ARM og RISC-V er ISA'er, der følger RISC-designfilosofien, så hvilken er bedre?
For at sammenligne er her ydeevnesammenligningen mellem SiFives P670-processor vs. Arm's Cortex-A78-processor:
Som du kan se på illustrationen, er Cortex-A78 lidt foran P670 med hensyn til maksimal enkelttråds ydeevne. Selvom Cortex-A78 vinder i rå ydeevne, fordobler P670 beregningstætheden af Cortex-A78. Det betyder, at SiFives P670-processor giver sammenlignelig peak single-thread ydeevne i forhold til Cortex-A78, som er dobbelt så stor som den fysiske størrelse af P670.
I denne sammenligning vinder SiFives P670-processor over Arm's Cortex-A78 for at levere sammenlignelig single-thread ydeevne ved halv størrelse. Du skal dog også bemærke, at Cortex-A78 blev udgivet i december 2020 gennem Vivo X60 og X60 Pro, mens P670 netop blev annonceret den første november 2022.
Det er omkring to års forskel med hensyn til forskning og udvikling. Arms seneste processorer kører nu på ARMv9 ISA, hvilket væsentligt forbedrer den ARMv8, som Cortex-A78 bruger. For at sætte det i perspektiv giver de nyeste ARMv9-processorer omkring 30 % højere ydeevne og er 50 % mere energieffektive.
Så med hensyn til rå ydeevne er ARM-processorer stadig i spidsen. Men med SiFives P670, der giver dobbelt så stor beregningstæthed i forhold til Cortex-A78, ser RISC-V-processorer ud til at have en fordel i forhold til ARM-processorer med hensyn til bærbare teknologier, som har stor gavn af at bruge mindre størrelser processorer.
RISC, RISC-V og ARM er forskellige instruktionssætarkitekturer
Sammenfattende er RISC en designfilosofi, der bruger færre instruktioner, end du ville finde på en almindelig desktopprocessor som x86. At have kortere og færre instruktioner gør det muligt for RISC-processorer at være yderst strømeffektive.
ARM er en lukket kilde-ISA baseret på RISC, der er licenseret til virksomheder for deres processorer og SoC'er. ARM ISA giver Arm mulighed for at designe højtydende RISC-processorer som Apples M1-chips. På den anden side er RISC-V en åben standard ISA baseret på RISC, som alle kan bruge til at designe deres egne chips uden at betale licensgebyrer. Dens open source-karakter gør det muligt for RISC-V ISA at blive yderligere modificeret og udvidet til at lave specialiserede chips til specifikke opgaver.
Selvom det måske ikke ser ud til at være så vigtigt, vil denne igangværende konkurrence mellem ARM og RISC-V helt sikkert gavne alle forbrugere, især når det kommer til IoT-enheder, mikrocontrollere, singleboard-computere og håndholdte enheder såsom smartphones og tablets. Og hvem ved, med Apples M1-chips som bevis kan RISC-baserede processorer faktisk konkurrere med x86-processorer hurtigere end forventet.
