Процессоры ARM – от начала до наших дней

Историю центральных процессоров не стоит сводить к противостоянию Intel с AMD. Чипов с архитектурой ARM продается в мире куда больше, чем всех процессоров двух вышеназванных гигантов.

Своей известностью Intel и AMD должны быть обязаны персональным компьютерам - на протяжении не одного десятилетия продукция именно этих компаний устанавливалась в большинстве десктопов и ноутбуков. Менее крупные фирмы из серии VIA практически ушли с рынка, ориентированные на корпоративных заказчиков Sun с IBM и просто сосредоточились на специфическом сегменте чипов серверов и рабочих станций. На данном фоне практически незаметно для широкой публики произошло восхождение к вершинам достаточно небольшой британской фирмы ARM Holdings с громадным интеллектуальным потенциалом сотрудников как залогом будущего успеха. В то время как большая часть высокотехнологичных компаний Америки сосредоточена в калифорнийской Кремниевой долине, главный офис британской ARM Holdings располагается в предместьях Кембриджа, получивших название "Кремниевого болота" (Silicon Fen). Хотя известная под именем ARM Holdings компания зарегистрирована была лишь в 1990 году, ее история корнями уходит в самое начало восьмидесятых, где она была одним из создателей индустрии персональных компьютеров.

В восьмидесятые британские инженеры создали одну из самых первых общедоступных "персоналок" - Sinclair ZX80. Легендарная машина не стоила и ста фунтов и пользовалась небывалым успехом. Одним из наиболее успешных конкурентов ZX стал в Великобритании ВВС Micro, разработанный Acorn Computers. Такие компьютеры поставлялись в британские школы и были проданы тиражом в полтора миллиона экземпляров, что было солидно для тех лет, когда ПК считался игрушкой, а не средством первой необходимости, как сегодня.

Преемник BBC Micro под названием Archimedes не был столь же популярным, но стал важной вехой развития компьютерной техники. Если в BBC Micro устанавливался восьмиразрядный стандартный процессор 6502 MOS Technology, то в Acorn специально для Archimedes был разработан совершенно новый высокопроизводительный чип на основе архитектуры RISC - Acorn RISC Machine, или ARM. Младшую модель Archimedes оснащали чипом с тактовой частотой 8 МГц, оперативной памятью в 512 Кб и флоппи-дисководом. Жесткий диск устанавливаться мог как опция за отдельную плату. Данная машина опережала тогдашние IBM PC в графике, что и обусловило ее высокую популярностью.

В 1990 году компании Acorn Computers совместно с Apple Computer и производителем микросхем на заказ VLSI Technonogy создали предприятие Advanced RISC Machines, известное сегодня больше как ARM Holdings. Первые восьмибитные процессоры ( ремонт компьютеров такого типа сегодня уже обычно не проводится из-за отсутствия требуемых комплектующих) были способны выполнять несколько простых команд, в списке которых не было даже инструкции по умножению двух целых чисел. Последующие модели чипов разрабатывали исходя из того, что "железо" может работать быстрее софта, и оснащались более обширным набором инструкций.

Применение такой архитектуры при последовательном усложнении набора инструкций потребовало постоянного повышения тактовых частот. Если самые первые чипы могли выполнять большую часть простых инструкций всего за один или несколько тактов, для современных процессоров необходимы более высокие частоты. Качественно новый подход к конструированию процессоров появился опять же в начале 1980-х годов – это был RISC. Согласно нему, процессоры должны были уметь исполнять несколько простых инструкций - благодаря простоте предполагалось минимизировать временные затраты. В результате, хотя значительная часть работы выполнялась на уровне программного обеспечения, выигрыш производительности с лихвой компенсировал эти затраты.

С тех пор разработано было несколько семейств процессоров на основании архитектуры RISC, все они демонстрировали впечатляющую производительность. Поскольку современные процессоры ARM – не что иное как прямые потомки чипа, разработанного специалистами Acorn для компьютера Archimedes в 1987 году, они считаются построенными на одной архитектуре ARM. Наиболее высокопроизводительным вычислительным ядром ARM сегодня считается Cortex-A15, работающий на основе архитектуры ARMv7 седьмого поколения. Примерный максимум тактовой частоты составляет около 2,5 ГГц – на ней производительность чипа достигает показателей в 35 000 MIPS. Сегодня восстановление данных на дому с такого типа систем производится без особых проблем. Cortex-A15 потребляет меньше ватта электроэнергии на одно ядро, когда, например, Core i7 потребляет на ядро десятки ватт. По энергопотреблению Cortex-A15 достаточно близок к Intel Atom, но существенно опережает его по производительности.


Возврат к списку

(Нет голосов)
Сделать стартовой сраницей ? Контактная информация Добавьить этот сайт в Избранное ?