▷ Was ist ein Armprozessor und wie funktioniert er?

In diesem Artikel werden wir sehen, was ein ARM-Prozessor ist und welche Bedeutung er in der Welt hat, in der wir leben. ARM ist ein Begriff, den Sie oft gelesen haben, insbesondere beim Kauf eines neuen Smartphones oder Tablets. Diese Arten von Prozessoren werden zunehmend verwendet, daher ist es sehr wichtig, ihre Funktionsweise genau zu verstehen.

Was ist ein ARM-Prozessor und was ist der Unterschied zum Intel- oder AMD-Prozessor meines Gaming-PCs?

ARM ist ein Unternehmen und gleichzeitig ist ARM eine Prozessorarchitektur, die dieses Unternehmen entwickelt und verkauft. Die supertechnische Definition eines ARM-Prozessors ist eine RISC-basierte Architektur-basierte CPU, die in den 1980er Jahren von Acorn Computers entwickelt und jetzt von Advanced RISC Machines, ARM, entwickelt wurde.

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ARM ist ein Unternehmen in England, das eine Prozessorarchitektur entwickelt und entwirft. Die ARM-Abkürzung für Prozessordesign bedeutet Acorn RISC Machine, und die ARM-Abkürzung für das Unternehmen, das die Lizenz zur Verwendung dieser Architektur entwirft und verkauft, bedeutet Advanced RISC Machines. Das Unternehmen ARM entwickelt eine Methode zum Erstellen von Prozessoren, und Unternehmen wie Qualcomm, Apple und Samsung lizenzieren sie zum Erstellen eigener benutzerdefinierter Prozessoren. Viele andere Unternehmen lizenzieren ebenfalls ARM-Design. Die meisten Geräte sind klein und batteriebetrieben.

RISC steht für Reduced Instruction Set Computing. Der Intel- oder AMD-Prozessor, den Sie auf Ihrem PC finden, ist ein CISC-Prozessor (Complex Instruction Set Computing). Die zwei verschiedenen Typen sind für unterschiedliche Anforderungen ausgelegt. Ein RISC-Prozessor kann weniger Anweisungen ausführen (Anweisungen definieren, welche Befehle über ein Programm an einen Prozessor gesendet werden können) als ein CISC-Prozessor. Da sie weniger Dinge tun können, können sie eine höhere Frequenz haben und mehr MIPS (Millionen von Anweisungen pro Sekunde) ausführen als ein CISC-Prozessor.

ARM ist das beste Beispiel für Energieeffizienz in Prozessoren

Indem Sie die Anzahl der Anweisungen reduzieren, die der Prozessor verarbeiten kann, können Sie eine einfachere Schaltung innerhalb des Chips erstellen. Ein RISC-Prozessor verwendet weniger Transistoren, die wiederum weniger Strom verbrauchen. Da die Schaltungen einfach sind, kann eine kleinere Arraygröße verwendet werden, um den Prozessor aufzubauen. Die Matrixgröße ist die Messung eines Chips in dem Siliziumwafer, auf dem ein Prozessor aufgebaut ist. Wenn die Chipgröße kleiner ist, können mehr Komponenten mit weniger Verkabelung auf der Oberfläche des Prozessors platziert werden. Dies macht ARM-Prozessoren klein und verbraucht viel weniger Energie.

Kleine, schnelle und einfache ARM-Prozessoren eignen sich perfekt für Dinge wie Telefone. Ein Telefon fordert die CPU nicht auf, beispielsweise 3D-Kollisionsdaten zu verarbeiten oder Hunderte von Threads auf der begrenzten Anzahl von Kernen auszuführen. Mobile Software, sowohl das Betriebssystem als auch die darauf ausgeführten Anwendungen, werden verschlüsselt und für den kleinen Befehlssatz optimiert, der vom ARM-Prozessor verwendet wird. Dies bedeutet jedoch nicht, dass ARM-CPUs nicht leistungsstark sind.

Die aktuelle ARM-Spezifikation ermöglicht 32-Bit- und 64-Bit-Design, Hardwarevirtualisierung, erweiterte Energieverwaltung, die mit Benutzersoftware verbunden werden kann, und eine Lade- / Speicherarchitektur, die hauptsächlich orthogonal und in einem Zyklus ausgeführt wird. Alles, was Sie wissen müssen, ist, dass ARM-Prozessoren auch in anderen Dingen als Telefonen oder Mediaplayern, wie Supercomputern, sehr gut sind. ARM hat ein ausgezeichnetes Leistungs-Watt-Verhältnis. Richtig codierte Software kann mehr pro Watt Strom verbrauchen, der in einem ARM-Chip verbraucht wird als in einer CISC-CPU. Dies macht es einfach, Dinge wie Server und Supercomputer zu skalieren, wenn ARM-Prozessoren verwendet werden.

Sie können die erforderliche Menge an roher Rechenleistung von 24 CISC-CPU-Kernen oder von Hunderten kleiner ARM-Kerne mit geringem Stromverbrauch beziehen. CISC-Kerne verwenden ihre Rechenleistung, um die erforderlichen Berechnungen für nur wenige CPU-Kerne und -Threads durchzuführen, während ARM-Kerne die Aufgaben auf viele weniger komplexe Kerne mit geringer Kapazität verteilen. ARM-Kerne sind viel zahlreicher, benötigen jedoch nicht mehr Strom oder Speicherplatz als CISC-Kerne. Dies erleichtert die Skalierung - dh das Hinzufügen von mehr Rechenleistung zu einem Prozessordesign - mit ARM.

Am Ende wird eine einzelne Instanz eines ARM-Prozessors niemals so leistungsfähig sein wie ein Intel Core i7, den Sie auf einem Gaming-PC finden würden. Der Intel Core i7 verbraucht jedoch ungefähr zwölfmal mehr Energie, benötigt ein aktives Kühlsystem und passt niemals in den Körper eines Telefons. Der weniger komplexe ARM-Prozessor funktioniert gut, wenn Software geschrieben wird, um ihn direkt zu unterstützen. Aufgrund seines geringen Leistungsumfangs und seines kleinen Designs ist es einfach, einige Hochgeschwindigkeits-Taktkerne hinzuzufügen, um die von uns allen gewünschte fortschrittliche Software auszuführen auf unseren Handys zu verwenden.

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