Самый дешевый arm процессор
Возможно ли купить на радиорынке простые видеочип и ARM-процессор в удобных для ручной пайки корпусах и обвязку к ним и собрать самому портативную консоль уровня NES или Sega Megadrive? С какими трудностями придется столкнуться?
А что вы считаете удобным для пайки? DIP? QFP? BGA с шагом > 1мм?
Самый жирный чип в QFP корпусе вроде бы iMX.233. Но, во-первых такое делать лучше на ПЛИС, имхо (это читали?). А во-вторых, гораздо проще купить плату с уже распаянным всем чем нужно, если, конечно, пайка не является самоцелью.
PS И покупать лучше не на радиорынке, а в магазинах типа терраэлектроники.
Если нужны просто интерфейсы вывести и построить свою плату, добавив процессор и периферию — берите SoM. Aria подойдёт, подпаяться сравнительно легко. Если моя информация поможет сузить круг поисков, буду рад.
Основная проблема не в процессорах — а в памяти. Есть процессоры в QFP, есть даже в DIP корпусах(NXP Cortex M0) но большая часть процессоров — в BGA корпусах и память также в BGA. Единственный чип с арм процессором на борту и памятью — это Broadcom что в Rasberry Pi отчасти поэтому малиновый стоит так мало. Вам советуют правильное решение — купить SoM — также посмотрите Sitara и OMAP процессоры и модули на их основе от Техаских Инструментов (TI).
Хотя если вы сами будете программировать графику как в восьмибитных приставках то вам можно будет просто обойтись процессором Cortex M3 (посмторите у NXP или STM). Ещё один путь — это ПЛИС — вы можете сделать почти всю приставку (процессор + простая видеокрта) внутри одной ПЛИС — посмотрите на проект Марсоход.
Армы есть 176HLQFP — AM1705 у TI, у Atmel есть… но это все самый нижний класс из ARM'ов, не богатые функционалом.
Ваш вопрос
Т.е. вы не представляете себе как устроена консоль (компьютер в общем виде), не в состоянии нагуглить, что такое композитный\компонентный сигнал, не осилили OpenAL, но уже готовы спаять приставку, причём одним паяльником? Да вы маньяк.
Разработчики ARM создали технологию производства «исходно гибкого» 32-битного процессора PlasticARM. Чип площадью 59,2 кв. мм изготавливается на гибкой подложке с применением 0,8 мкм TFT-технологии и полностью совместим с ПО и инструментами разработки для чипов Cortex-M с архитектурой ARMv6-M. По словам авторов, их гибкий чип «как минимум» в 12 раз больше, чем лучшие его предшественники.
Испытания PlasticARM
Несмотря на все преимущества технологии TFT, аморфный кремний имеет ряд своих недостатков, включая низкую производительность, энергоэффективность и плотность размещения транзисторов. Впрочем, многие потенциальные рынки применения гибкой электроники – такие как устройства интернета вещей, носимая (надеваемая электроника), маркировка продуктов и другие, не требуют особо высокой производительности, подчеркивают авторы проекта.
Гибкий микропроцессор PlasticARM работает на частоте до 29 кГц. Его потребление энергии не превышает 21 мВт, преимущественно (более 99%) статически. На процессор приходится 45% расхода потребляемой энергии, на память 33% и на периферию 22%. Для гибких процессоров это, безусловно, рекордное достижение, однако тот же процессор ARM Cortex-M0+, выполненный по традиционной «негибкой» технологии CMOS, потребляет немногим более 10 мВт на частоте до 1 МГц.
Чип оснащен 28 контактами. В его конструкции не используются специальные методы уменьшения электростатического разряда, вместо этого все входы содержат конденсаторы емкостью 140 пФ, а выходы управляются выходными драйверами с активными запирающими транзисторами.
Модуль «Управление уязвимостями» на платформе Security Vision: как выявить и устранить уязвимости в своей ИТ-инфраструктуре
По итогам тестовых испытаний разработчики сообщили о полной функциональности чипа PlasticARM, успешно выполнившем тестовые программы, зашитые в ПЗУ на стадии производства. В будущих реализациях процессора разработчики обещают использовать ПЗУ с возможностью обновления программного кода после изготовления.
Транзисторные структуры IGZO TFT известны высокой гибкостью – вплоть до радиуса кривизны 3 мм без повреждений. Авторы статьи сообщили, что многократные испытания чипов PlasticARM подтвердили эти показатели.
Миниатюрный ARM-компьютер UNO-1251G
UNO-1251G — крохотных компьютер, умещающийся на DIN-рейку, на базе 32-битного процессора Cortex A8 под управлением Linux или Windows CE. Поддерживает модули расширения Wi-Fi/3G/4G. Имеет встроенную CAN-шину и два интерфейса RS-232. Два порта LAN позволяют подключать его к двум независимым Ethernet сетям или использовать как маршрутизатор.
Компьютеры для машинного обучения на базе Nvidia Jetson
MIC-720AI — построен на базе платформы Jetson TX2, работающей на собственных ядрах Nvidia ARM Cortex-A57 и NVIDIA Denver 2 с полностью пассивным охлаждением. Предназначен для установки в промышленные системы машинного зрения, на производстве и в подвижных объектах. Безвентиляторная конструкция обеспечивает полную бесшумность в работе и позволяет использовать компьютер в пыльных помещениях без необходимости обслуживания. Работает под управлением Linux
Новых «Байкалов» может и не быть
Если ARM решит выполнить новые требования британских властей, это может крайне негативно повлиять на развитие линейки процессоров «Байкал». Со слов неназванного источника «Коммерсанта», в распоряжении «Байкал электроникс» есть проектировочные и производственные лицензии на все уже готовые процессоры компании, вплоть до недавнего серверного Baikal-S.
В то же время у компании нет производственных лицензий на CPU, которые в настоящее время находятся в разработке. Это, в том числе, Baikal M2, Baikal L, Baikal S2. Пока что на них имеются лишь проектировочные лицензии.
Отсутствие лицензии на производство лишает «Байкал электроникс» возможности производить новые процессоры. Собственных фабрик у компании нет.
Иностранные фабрики не станут выпускать процессоры, если разработчик не предоставит им производственные лицензии. Но в условиях санкций они могут отказать в производстве CPU даже при наличии нужных разрешительных документов. Так поступила тайваньская TSMC еще в конце февраля 2022 г. она отказалась выпускать и «Байкалы», и «Эльбрусы». А это крупнейший контрактный производитель полупроводников в мире.
Модуль «Управление уязвимостями» на платформе Security Vision: как выявить и устранить уязвимости в своей ИТ-инфраструктуре
Отказ от ARM в пользу другой архитектуры может оказаться одним из немногих путей решения проблемы, с которой столкнулась «Байкал электроникс». Опрошенные изданием эксперты считают, что снизить зависимость от иностранных компаний поможет выбор в пользу открытых архитектур, в том числе RISC-V, MIPS, VLIW. Но, по их мнению, это потребует значительных, вплоть до 1 млрд руб., денежных вливаний, и двух-трех лет на разработку CPU на базе новой архитектуры.
Альтернативный вариант – это поиск фабрики, которая согласится выпускать ARM-процессоры без производственных лицензий ARM. Но это будет считаться нарушением патентных прав британской компании.
По оценке руководства «Байкал электроникс», новые санкции в ближайшей перспективе на работе компании не отразятся. «Очередная порция санкций на текущий момент никак не отражается на общей картине и не меняет ситуацию, – сообщил CNews генеральный директор «Байкал электроникс» Андрей Евдокимов. – В ноябре-декабре 2021 г. “Байкал электроникс” было получено все необходимое для ведения разработок IP».
Андрей Евдикимов добавил, что санкции никак не повлияли, в том числе, и на сроки разработки новых процессоров. «В данный момент работа над проектами Baikal-L и Baikal-S2 ведется по графику, загрузка разработчиков обеспечена как минимум на ближайшие полтора года», – сказал он CNews.
Data Fusion Awards: синергия разнородных данных становится неотъемлемой частью бизнеса, науки и государства
«При этом, на наш взгляд, главная задача, которая требует решения в текущей ситуации, – обеспечение доступа к современным производственным мощностям. После этого все остальное также будет решено», – подытожил Андрей Евдокимов.
Будущее за ARM
Наверняка архитектура X86 с нами еще надолго. Все профессиональные высокопроизводительные вычисления пока делаются на этой платформе. Под X86 написаны основные десктопные операционные системы и прикладные программы. Однако уже сегодня ARM активно вытесняет устаревший X86 даже в сфере больших вычислений. Платформы вроде Nvidia Jetson сравнимы по производительности, а в некоторых задачах и превосходят системы на базе X86. Так что нас обязательно ждет яркое противостояние двух платформ, от которой в конечном счете потребители только выиграют.
Расскажите, как вы используете ARM-процессоры сегодня или как планируете использовать в будущем.
WISE-710 — IoT-шлюз на базе i.MX6
WISE-710 — универсальное устройство, которое одновременно может быть шлюзом для промышленных интерфейсов, устройством сбора и обработки данных, хабом для IoT устройств и маршрутизатором. Построено на базе SoC i.MX6, процессора на архитектуре ARM Cortex-A7.
Гибкий фантастик
За последние два десятилетия гибкая электроника совершила серьезный прогресс и сегодня на рынке присутствуют различные недорогие, тонкие гибкие компоненты, включая сенсоры, память, батареи, светодиоды, радиочастотные метки, контроллеры, антенны и другие, пишут авторы статьи. Нет только массового гибкого микропроцессора, основной проблемой при производстве которого является необходимость размещения достаточно большого числа тонкопленочных транзисторов на гибкой подложке.
Для реализации процессоров должна была появиться достаточно зрелая технология, а до этих пор под гибкой электроникой обычно подразумевали конструкции из негибких модулей, связанных друг с другом гибкими проводами и затем размещенными на гибком полимере.
Кремниевые полупроводники в традиционных процессорах имеют упорядоченную кристаллическую и, следовательно, совсем не гибкую структуру. В отличие от них, аморфный кремний, который применяется при производстве солнечных батарей и ЖК-дисплеев, достаточно гибок, и технологии создания транзисторов на его основе отлично изучены и более просты, чем для кристаллического кремния.
Образец гибкого 32-битного процессора PlasticARM, разработанного авторами статьи, выполнен на базе вычислительного ядра ARM Cortex-M0+ с процессорной микроархитектурой ARMv6-M. Эта архитектура с поддерживает достаточно богатый набор из 86 инструкций, и сопровождается широким набор инструментов разработки программного обеспечения, в котором есть компиляторы, отладчики, компоновщики, интегрированные среды разработки и другое.
Гибкая «система-на-чипе» (SoC) PlasticARM площадью 59,2 кв. мм содержит 18 334 эквивалентных логических элемента NAND2, что, по заявлению авторов, делает ее «как минимум в 12 раз более сложной, чем предыдущие интегральные схемы», когда-либо созданные с использованием структур TFT.
Сравнение современных гибких процессоров на базе металл-оксидных TFT
Помимо 32-разрядного процессора, архитектура гибкого чипа PlasticARM включает память (ROM и RAM), системную межкомпонентную матрицу AHB-LITE, ряд интерфейсных блоков и интерфейс внешней шины GPIO. Постоянная память емкостью 456 байт содержит системный код и тестовые программы, 128 байт оперативной памяти реализованы в виде регистрового файла и в основном используются в качестве стека. Чип способен запускать программы из своей внутренней памяти.
Несмотря на полную бинарную совместимость гибкого чипа PlasticARM со всеми процессорами семейства Cortex-M (включая Cortex-M0+), между ними имеется одно ключевое различие. Определенная часть ОЗУ (около 64 байт) в PlasticARM выделена регистрам процессора и находится в ОЗУ, в то время как в Cortex-M0+ регистры остаются в процессоре. Более медленный доступ к регистрам в PlasticARM компенсируется значительным сокращением – до трех раз, площади самого центрального процессора чипа.
Гибкие процессоры PlasticARM изготавливаются на стандартной коммерческой производственной линии компании FlexLogIC с соблюдением норм техпроцесса 0,8 мкм, с применением технологии металл-оксидных TFT с проводимостью n-типа на основе оксида индия-галлия-цинка (IGZO). Гибкие микросхемы формируются на пластине из полиимида диаметром 200 мм.
Ячейки IGZO TFT изготавливаются на обычном оборудовании с адаптацией под использование гибкой (полиимидной) подложки толщиной менее 30 мкм. Транзисторы имеют длину канала 0,8 мкм, минимальное напряжение питания составляет 3 В.
Data Fusion Awards: синергия разнородных данных становится неотъемлемой частью бизнеса, науки и государства
Для производства PlasticARM разработчики подготовили полный комплект проектной документации, включая библиотеку ячеек и инструменты моделирования для устройств и схем.
Аппаратная платформа становится все шире
Количество компаний, пытающихся занять место на рынке серверных ARM-процессоров, становится все больше. К известным производителям чипов (включая ведущего игрока рынка x86, компании AMD), присоединяются новые, порой неожиданные.
Процессор Graviton2 с ядрами Neoverse готов побороться с чипами Intel за место в дата-центрах. Для начала — в дата-центрах самой Amazon
В отчете о тестировании отмечается, что операционная система Linux уже оптимизирована для процессоров ARM, что позволяет нативным двоичным файлам в полной мере использовать возможности производительности Graviton2. Однако другое тестовое ПО не было оптимизировано под ARM, так что у серверного программного обеспечения для этих процессоров есть значительный потенциал для улучшения работы.
Модуль «Управление уязвимостями» на платформе Security Vision: как выявить и устранить уязвимости в своей ИТ-инфраструктуре
Еще один претендент на серверную — процессоры Ampere Altra, созданные компанией, основанной экс-президентом Intel. Они имеют до 80 ядер с архитектурой ARMv8.2+.
Разработки компании Ampere, основанной экс-президентом Intel, готовятся потеснить продукцию последней
Компанией были представлены также двухсокетные серверные платформы Mount Jade, состоящие из двух 80-ядерных процессоров Altra Q80-33 с частотой 3,3 ГГц.
Дополнительным преимуществом архитектуры ARM многие называют то, что в ней проще создавать многоядерные системы, более совершенные и с технологической, и с финансовой точки зрения, нежели одноядерные.
Из смартфона — в ЦОД
А рхитектура ARM за счет низкого энергопотребления доминирует на рынках смартфонов, планшетов и встраиваемых устройств, поскольку п роцессоры архитектуры x86 менее энергоэффективны, чем чипы на основе 32-битной архитектуры ARMv7 и 64-битной ARMv8.
Центры обработки данных, по мере роста их мощности, потребляют все больше электроэнергии и выделяют все больше тепла, так что идея применить в них ARM-процессоры кажется весьма привлекательной. Тем более, что нынешний стандарт — м ощный и дорогой серверный процессор Xeon нужен не для всех типов нагрузок ЦОД. А экономия на электроэнергии (как используемой для работы процессоров, так и затрачиваемой на охлаждение серверных стоек) может стать довольно существенной.
На протяжении последних лет многие стартапы и крупные компании вкладывали деньги в эту идею, а некоторые даже дошли до выпуска продуктов на рынок, но в итоге тема пока «не взлетела», и особого энтузиазма эти продукты у конечных потребителей в корпоративном секторе не вызывали. Однако ситуация понемногу меняется.
Британия уничтожает российские процессоры
Власти Великобритании расширили санкции против России. Теперь они напрямую затрагивают основных производителей российских процессоров, пишет «Коммерсант».
Новые британские ограничения коснулись АО МЦСТ (выпускает процессоры «Эльбрус») и производителя процессоров Baikal – АО «Байкал электроникс». Санкции предполагают заморозку активов на территории Великобритании и жесткие ограничения в работе с местными контрагентами.
По мнению опрошенных изданием экспертов, для «Байкал электроникс» это может означать закрытие доступа к процессорным архитектурам компании ARM. Это британский разработчик одноименных архитектур, применяющихся многими современными производителями процессоров. На них базируются чипы Apple, Qualcomm, Samsung, MediaTek и других компаний. Альтернативным решением для «Байкал электроникс» может стать полный отказ от ARM в пользу открытых архитектур VLIW, MIPS или RISC-V при разработке новых CPU.
X86 медленно развивается
Последнее десятилетие существенных инноваций в архитектуре X86 не наблюдается. Да, производители наращивают тактовую частоту и пытаются снижать энергопотребление, но такие процессоры по-прежнему остаются прожорливыми духовками, требующими много энергии и серьезную систему охлаждения. Именно поэтому мы, скорее всего, никогда не увидим смартфонов на X86 процессорах. Производители X86 процессоров пытаются наращивать мощность с помощью масштабирование в ширину: больше ядер, кеша и частот.
Современные X86 процессоры имеют десятки ядер
Попытки Intel создать энергоэффективный X86-процессор Atom были достаточно успешны, но кроме маломощных десктопов, ноутбуков и встраиваемых систем, этот процессор мало для чего подходит.
Гибкий, тонкий, недорогой
Разработчики из компании ARM Limited, которая специализируется на создании вычислительных RISC-микроархитектур, представили технологию производства гибких процессоров PlasticARM. В статье «A natively flexible 32-bit Arm microprocessor» («Исходно гибкий 32-битный микропроцессор Arm»), опубликованной в научном журнале Nature, авторы проекта рассказали о созданном ими 32-битном гибком процессоре, результатах его испытания и о технологии его массового производства.
В отличие от распространенного в настоящее время подхода к производству гибкой электроники – когда исходно негибкие фрагменты кремниевых пластин с кристаллами микросхем и других компонентов монтируются на гибкой полимерной подложке, разработчики из ARM предложили производить микропроцессоры изначально на гибких подложках из полиимида (polyimide).
В сочетании с применением метал-оксидных тонкопленочных транзисторов (TFT), технология PlasticARM позволяет резко снизить стоимость производства гибких чипов при значительном уменьшении геометрии элементов, что также важно для запуска крупномасштабного производства. Несмотря на невысокую производительность первых образцов гибких 32-битных процессоров PlasticARM на базе ядра ARM Cortex-M0+, разработчики уверены, что со временем смогут портировать технологию на более производительные микроархитектуры.
ARM это экономично и современно
Современные ARM-процессоры развиваются очень быстро. Каждый год выходят чипы существенно лучше своих предшественников. На данный момент средняя производительность ARM чипов все еще остается ниже X86, но в некоторых синтетических тестах они уже почти сравнялись.
Совершенно очевидно, что в будущем наши ноутбуки, и, возможно, десктопные компьютеры, будут работать на ARM-процессорах. Переходов ноутбуков Apple на собственные ARM-процессоры должно дать большой толчок всей индустрии в этом направлении.
Основные достоинства процессоров ARM:
- Цена — специфичные процессоры ARM могут стоить очень дешево, в сравнении с самыми дешевыми X86 разница может в несколько порядков.
- Энергопотребление — низкое энергопотребление позволяет производить устройства с автономным питанием а также более компактные устройства за счет более низкого энергопотреблениях и меньших системах охлаждения
- Размеры — процессоры ARM могут быть очень компактного размера, не требующие даже пассивного охлаждения, при этом достаточно мощные. Это позволяет производить устройства очень компактного размера, недостижимого с процессорами X86.
Как быть с «Эльбрусами»
МЦСТ никак не зависит от дальнейших действий ARM, так как не пользуется ее разработками. В основе процессоров «Эльбрус» находится одноименная архитектура, которую на сайте МЦСТ называют не иначе как «оригинальной российской разработкой».
Ситуация с производством «Эльбрусов» будет развиваться немного иначе. Со слов источника издания, с ними все будет зависеть «от доступа к фабрике и правилам проектирования под ее технологические процессы».
Идея использования процессоров архитектуры ARM в корпоративных системах обсуждается последние лет десять. Каковы же сегодня перспективы применения подобных платформ в центрах обработки данных? Может ли ARM все же совершить переворот на инфраструктурном рынке?
Устройства Advantech на платформе ARM
Advantech давно производит продукты на базе платформы ARM для разных отраслей и задач. От промышленных контроллеров, до сетевого оборудования и компактных компьютеров. Мы уже рассказывали о некоторых наших продуктах на ARM в других статьях.
Все дело в лицензиях
В 2016 г. ARM была куплена японским холдингом SoftBank, а в 2020 г. глаз на нее положила американская компания Nvidia, чьи графические чипы тоже основаны на архитектуре ARM. Против сделки выступили и регуляторы, и власти ряда стран, а также профсоюзы, и в начале февраля 2022 г. она была расторгнута.
Новые ограничения британского правительства запрещают английским компаниям сотрудничать со всеми предприятиями, попавшими под санкции. При этом та же ARM не обязана отзывать уже имеющиеся в распоряжении «Байкал электроникс» лицензии. «Новые санкции не обязывают британские компании отзывать уже выданные ими лицензии на интеллектуальную собственность. А вот заплатить за новые лицензии без разрешения Управления по осуществлению финансовых санкций (OFCI) не получится», – сообщил изданию руководитель практики санкционного права и комплаенса Pen & Paper Сергей Гландин.
Камень преткновения — программное обеспечение
Вопрос роста популярности ARM — прежде всего вопрос наличия необходимого программного обеспечения. Его отсутствие было одним из сдерживающих факторов. Старые приложения, предназначенные для x86, необходимо перекомпилировать для работы на ARM.
В некоторых случаях это просто, в других не очень, проблемы могут заключаться, например, в том, что изначально серверный софт оптимизировался под x86. И для эффективной работы на процессорах ARM его необходимо изменить соответствующим образом. Программное обеспечение для ARM (в основном с открытым кодом) по уровню оптимизации «под процессор» пока проигрывает уровню оптимизации под x86.
Еще одна проблема в том, что производителей самих систем на ARM относительно немного, но это положение меняется, и когда оно станет достаточно большим, производители софта сами озаботятся оптимизацией и под эту архитектуру.
Еще одно новшество — появление настольных устройств на ARM. Теперь разработчик может купить себе ноутбук на базе этой архитектуры и программировать ПО для серверов. Самые известные ноутбуки на ARM принадлежат Apple, но есть и Windows-устройства от ряда известных вендоров.
Изменилась и сама парадигма разработки ПО. Сегодня бизнес-приложения разрабатываются с помощью иных средств, чем 15 лет назад. Языки и платформы разработки уже готовы для того, чтобы работать на ARM, и разработчики широко их используют. Серьезных проблем с переносом и запуском приложений на платформе ARM практически не возникает.
Прогноз на будущее
Несмотря на все достоинства процессоров ARM многие все еще воспринимают эту платформу как непроверенную и незрелую. Однако новые серверные чипы ARM, основанные на новейшей 64-битной архитектуре, имеют мало общего с чипами прошлых лет. Они гораздо ближе к процессорам Intel с точки зрения функционала и поддержки стандартов.
Data Fusion Awards: синергия разнородных данных становится неотъемлемой частью бизнеса, науки и государства
На их стороне — энергоэффективность, появление большого количества задач, для которых они подходят наилучшим образом (например, простые, но многопоточные нагрузки, ведение логов, простые запросы больших объемов, другие задачи «малых размеров», решение которых процессорами Intel дорого и неэффективно).
Проблема состоит в том, что пока размер серверной экосистемы ARM очень ограничен. Разработчики не уверены, что серверные платформы станут популярны в ближайшее время, разработчики самих платформ не усердствуют, видя, что ПО для ARM пока мало. Но этот круг понемногу размыкается.
По мере роста предложения и спроса решится и другая проблема — поскольку серверные процессоры производились в небольших объемах, то ARM-сервер не стоил дешевле сервера платформы Intel со схожей производительностью. По мере роста интереса к этому рынку со стороны лидеров отрасли цены на процессоры снизятся и ARM-архитектура сможет получить и абсолютное (а не только относительное, в пересчете на затраченный ватт) ценовое преимущество.
Большую роль могут сыграть и истории успеха — если Amazon начнет широко использовать в своих ЦОДах процессоры семейства Graviton, то для рынка это будет довольно четкий сигнал, что время серверных процессоров ARM пришло.
Сегодня почти каждый из нас использует устройства на базе ARM-процессоров — это смартфоны, телевизоры и даже холодильники с кофеварками. Несколько дней назад в прессу просочились слухи, что компания Apple объявит о переходе с платформы X86 на ARM на своих ноутбуках.
Мы в Advantech уже много лет производим устройства на платформе ARM и на это множество причин. В этой статье мы разберем что такое ARM (от англ. Advanced RISC Machine), в чем ее отличие от других архитектур и почему все больше производителей выбирает эту архитектуру.
Наборы инструкций RISC vs CISC
Для начала следует разобраться в чем принципиальное отличие процессоров ARM и X86. Для того, чтобы программисты смогли писать программы, работающие на разных процессорах, производители договорились унифицировать набор машинных инструкций до определенного формата и соблюдать его в разных моделях своих процессоров. Машинные инструкции это низкоуровневые команды, которые отвечают за базовые операции вроде записи/чтения/модификации данных в памяти, арифметику и т.д.
Существует несколько основных концепций, используемых при проектировании процессоров. Наиболее популярные и широко известные всем это RISC и CISC.
CISC (англ. Complex Instruction Set Computing) — этот подход используется для разработки универсальных и мощных процессоров, которые обычно используются в десктопных компьютерах и на серверах. Такие процессоры как Intel CoreiN/Xeon/Pentium, AMD Ryzen/Atlhon/Sempron и прочие хорошие знакомые процессоры имеют набор инструкций типа CISC, оформленную в виде стандарта x86.
Основные особенности концепции CISC:
- Большой набор машинных команд разного формата для разного типа задач
- Сложный формат кодировки инструкций
- Много разных форматов адресации
- Выполнение вспомогательных программ в микрокоде процессора
- Более высокое энергопотребление
- Высокая цена
RISC (англ. reduced instruction set computer) — противоположная концепция проектирования процессоров. В RISC команды максимально упрощены и имеют более строгий формат и фиксированную длину. За счет упрощенных инструкций достигается высокая производительность при малом энергопотреблении. Процессоры RISC требуют от программиста большой контроль над выполнением кода, так как не имеют встроенных микропрограмм, работающих внутри процессора. Архитектура ARM (от англ. Advanced RISC Machine — усовершенствованная RISC-машина) это продолжение идеи архитектуры RISC развиваемое компанией ARM Limited. Сегодня множество компаний производят свои собственные ARM процессоры по лицензии от ARM Limited — например, популярные в смартфонах Qualcomm Snapdragon, Mediatek, Allwiner, Apple An/Hn а также популярные во встраиваемых системах Freescale i.MX, Broadcom, Nvidia Tegra и другие.
Основные особенности концепции RISC:
- Упрощенные инструкции фиксированной длины
- Меньшее энергопотребление
- Больший контроль над работой со стороны исполняемых программ
- Более сложные программы
ECU-1152 — Шлюз для промышленных интерфейсов на базе ARM Cortex A8
ECU-1152 — шлюз для промышленных интерфейсов а также устройство для связи с объектом и устройства сбора и передачи данных с объекта. Построено на базе процессора ARM процессора с ядром Cortex A8
Дальнейшие перспективы технологии
Одним из следующих шагов в разработке гибких процессоров команда разработчиков из ARM планирует сокращение энергопотребления, которое является ключевой проблемой любой технологии резистивной нагрузки. На следующем этапе разработчики также намерены довести число вычислительных ячеек гибкого процессора до 100 тыс. транзисторных затворов с низким энергопотреблением.
В своей статье они указывают, что технология PlasticARM потенциально может исчерпать свои возможности при достижении порога чуть менее 1 млн транзисторных затворов. Переход к чипам с более чем 1 млн затворов, по их мнению, с большой вероятностью потребует дополнительной адаптации традиционной технологии металл-оксид-полупроводник (CMOS).
По мнению авторов проекта, гибкие процессоры PlasticARM даже при небольшом уровне производительности найдут широкое применение в различных «умных» повседневных вещах – таких как бутылки (молоко, сок, алкоголь, духи), упаковка продуктов, одежда, носимые пластыри, бинты и многое другое, за счет низкой себестоимости производства, ультратонкого форм-фактора и простоты интеграции с повседневными предметами.
В своей статье они говорят о том, что технология PlasticARM может стать «пионером в разработке недорогих, полностью гибких интеллектуальных интегрированных систем», которые позволят создать «Интернет всего».
Британия ввела новые антироссийские санкции, затронувшие производителя процессоров «Байкал». Они базируются на архитектуре британской ARM, и новые ограничения могут лишить «Байкал электроникс» лицензии на выпуск новых CPU. Спасти «Байкалы» может быстрый переход на современную открытую архитектуру – RISC-V, MIPS или VLIW.
Читайте также: