Если классический компьютер имеет встроенный процессор, то в смартфоне установлена SoC. Три буквы означают «Система на чипе» (System on Chip). Он представляет собой компьютерную систему, заключенную в единую микросхему. Таким образом, он объединяет центральный процессор, видеокарту, блоки памяти и другие компоненты, такие как интерфейсы ввода / вывода (Ethernet, Bluetooth и т. Д.).
Архитектура процессора
Возможно, вы уже задавались вопросом, почему ваш мобильный телефон с большим количеством ядер процессора и, возможно, более высокой тактовой частотой не обеспечивает большей производительности, чем ваш старый ноутбук. Это связано с архитектурой процессора. Две самые распространенные архитектуры в мире – это x86 и ARM. Ноутбуки и настольные системы имеют архитектуру x86, смартфоны и планшеты имеют процессоры архитектуры ARM например как байкал-м, интегрированные в SoC.
Хотя мы знаем о процессорах ARM семейства RISC по смартфонам и планшетам, они были разработаны еще в 1980-х годах. В 1983 году британская компания Arcon выпустила свой первый 32-битный прототип с частотой 4 МГц. В то время еще носивший название Acorn Risc Machine, сегодня ARM означает «Advanced RISC Machines». Успех не заставил себя долго ждать, и уже в 1986 году последовало серийное производство с тактовой частотой 8 МГц.
Архитектура x86, напротив, увидела свет уже в конце семидесятых. Первый процессор с архитектурой x86 в виде Intel i8086 был выпущен в 1978 году. Некоторые из нас уже тогда могли обрадоваться, увидев такие термины, как «Intel 80286», «Intel 80386» (AMD Am386) или «Intel 486» (AMD Am486). Я также провел свои первые компьютерные эксперименты на 286, выучил команды DOS и был доволен гротескно выглядящими играми.
Разные архитектуры
Процессоры ARM разработаны с особым вниманием к низкому энергопотреблению и простоте наборов команд. Напротив, процессоры x86 в первую очередь предназначены для высокопроизводительных сред с высокой производительностью. Различия между семействами процессоров многочисленны и касаются вычислительной мощности, энергопотребления и любого программного обеспечения пользователя.
Вычислительная мощность: для чего нужны процессоры?
В процессорах ARM даже название говорит о многом: RISC означает «вычисления с сокращенным набором команд». Затем процессор фокусируется на минимальном и простом количестве команд. Простота имеет несколько преимуществ для инженеров по аппаратному и программному обеспечению. С простыми инструкциями схема требует меньше транзисторов, оставляя больше места для микросхем. Однако простые команды также имеют недостатки: например, для выполнения задач требуется больше инструкций, что приводит к увеличению потребления памяти и времени выполнения. Процессор ARM пытается компенсировать это более высокой тактовой частотой и интеллектуальным конвейером данных (обработка машинных команд путем разделения их на подзадачи).
Напротив, процессоры x86 относятся к семейству CISC. «Сложные вычисления с набором инструкций» означает «сложный набор инструкций» и предназначены для выполнения сложных задач с большой гибкостью. Для систем на основе CISC, например, можно выполнять вычисления между различными регистрами процессора без необходимости загрузки программного обеспечения ранее необходимых переменных. Другие общие операции – это умножение с числами с плавающей запятой, сложные манипуляции с памятью, преобразование данных и многое другое.
Более того:
В отличие от x86, процессоры ARM понимают только три категории команд.
- Команды для доступа к памяти (Загрузить / Сохранить)
- Арифметические или логические команды для значений в регистрах
- Команды для изменения потока программы (переходы, вызовы подпрограмм)
Потребление электроэнергии
Поскольку емкость аккумуляторов мобильных устройств относительно ограничена из-за их размера, энергопотребление SoC является одним из наиболее важных критериев. SoC смартфон потребляет менее 5 Вт. Кроме того, можно (почти всегда) отказаться от активного охлаждения, что также позволяет экономить электроэнергию.
С другой стороны, высокопроизводительный процессор x86 из-за своей сложности может быстро потреблять 130 Вт энергии.
ВЫВОД
Но по моему мнению эти технологии не целесообразно сравнивать между собой по производительности, ведь каждая из них создана для решения своих задач. Там где достаточно выполнения повседневных (бытовых) задач используют обычно процессоры АРМ. В свою очередь для высокопроизводительных систем без х86 уже не обойтись.