ПОРІВНЯННЯ СУЧАСНИХ КОМПЬЮТЕРНИХ АРХІТЕКТУР RISC, RISC-V, ARM
09.12.2022 20:01
[1. Інформаційні системи і технології]
Автор: Гречмак Дмитро Вікторович, студент, Харківський національний університет радіоелектроніки, м Харків
Процесор — це мозок будь-якого комп’ютера, і він постійно вдосконалюється для підвищення ефективності. Конструкція процесора визначає, скільки інструкцій він може виконувати та наскільки швидко та ефективно він може їх виконувати. RISC, RISC-V і ARM — це терміни, які використовуються в розробці процесора для позначення типу процесора, що використовує певний тип архітектури набору інструкцій (ISA).
Хоча ці процесори зазвичай не використовуються в звичайних комп’ютерах, вони живлять смартфони, мікроконтролери, одноплатні комп’ютери та всілякі пристрої IoT.
RISC — це комп’ютерна архітектура, розроблена та оптимізована для використання меншої кількості інструкцій, ніж аналоги CISC. Ця менша кількість інструкцій та інша технологія оптимізації, яка використовується в архітектурі RISC, дозволяють цим типам процесорів споживати менше енергії, що робить їх ідеальними для смартфонів, камер, розумних годинників і всіх видів пристроїв IoT.
Arm Ltd. — це компанія, яка розробляє та ліцензує чіпи для різних виробників апаратного забезпечення, таких як Apple, MediaTek, Qualcomm і менших компаній, таких як PINE64. Вони використовують власну закриту ARM ISA для розробки високоефективних мікропроцесорів і систем на кристалі (SoC). Усі розробки Arm відомі як процесори Advanced RISC Machine або просто процесори ARM.
Подібно до APU AMD, який поєднує центральний і графічний процесори в одному кристалі, процесори ARM, як відомо, поєднують центральний процесор, графічний процесор, пам’ять, DSP і різні модеми в одному кристалі або мікросхемі — це називається системою на кристалі (SoC). Ця тісна інтеграція кількох модулів дозволила процесорам ARM бути швидкими та ефективними.
RISC-V — це ISA з відкритим стандартом, розроблена в Каліфорнійському університеті в Берклі. Цей ISA не представляє жодної нової технології на ринку, але багато хто припускає, що це майбутнє процесорів на основі RISC.
Чудовим моментом RISC-V є його здатність розширювати набір інструкцій на основі будь-яких процесів, які потрібні вашому чіпу для певного продукту. RISC-V починається лише з базового набору інструкцій із 47 інструкцій. Ці інструкції містять усі основні функції, необхідні чіпу для роботи та виконання основних завдань.
Тоді дизайнери зможуть вільно вибирати, які інструкції додати до базового набору інструкцій, щоб надати чіпу всі необхідні функції без будь-яких додаткових функцій, які він не використовуватиме.
RISC — це філософія дизайну, яка використовує менше інструкцій, ніж у звичайному настільному процесорі, такому як x86. Наявність коротших і менших інструкцій дозволяє процесорам RISC бути високоенергоефективними.
Література
1. V Tkachov Cellular Technology Based Overlay Networks for the Secure Control of Intelligent Mobile Objects: Models and Numerical Study/ V Tkachov, A Kovalenko, V Kharchenko, M Hunko // ICTERI 2021: Information and Communication Technologies in Education, Research, and Industrial Applications. – Kherson, Ukraine, October 2, 2021. – Pp. 42-63.
2. V Tkachov Cellular Technology Based Overlay Networks for the Secure Control of Intelligent Mobile Objects/ V Tkachov, A Kovalenko, V Kharchenko, M Hunko // ICTERI 2021: Information and Communication Technologies in Education, Research, and Industrial Applications. – Kherson, Ukraine, October 2, 2021. – Pp. 480-490.
3. M Hunko. Application Architecture For Obtaining Data From Scientometric Databases / M Hunko, V Tkachov, O Liashenko, J Rabčan // 2022 IEEE 3rd KhPI Week on Advanced Technology (KhPIWeek). – Kharkiv, 2022.