Nuo x 86 iki RISC-V: Mini PC procesoriaus architektūrų palyginamoji analizė

Feb 16, 2023 Palik žinutę

x 86 architektūra:

Tai yra pagrindinė procesoriaus architektūra, dažniausiai naudojama asmeniniuose kompiuteriuose ir serveriuose.

Jame naudojamas CISC (sudėtingo instrukcijų rinkinio kompiuterio) instrukcijų rinkinys, kuris leidžia vykdyti įvairias skirtingo ilgio ir funkcijų instrukcijas, taip padidinant kodų tankį ir suderinamumą.

X 86 architektūroje dominuoja du pagrindiniai gamintojai - „Intel“ ir AMD, kurie užsiima intensyvia konkurencija ir bendradarbiavimu.

Pagrindinis X 86 architektūros pranašumas yra jos didžiulė programinės įrangos palaikymas ir subrendusi ekosistema. Tačiau jo trūkumai apima didelį dizaino sudėtingumą, reikšmingą energijos suvartojimą ir ribotą mobiliųjų įrenginių tinkamumą.

 

ARM architektūra:

Tai yra plačiai populiari procesoriaus architektūra, plačiai naudojama mobiliuosiuose įrenginiuose ir įterptosiose sistemose.

Jis priima RISC (sumažinto instrukcijų rinkinio kompiuterio) instrukcijų rinkinį, kuris vykdomas tik paprastas ir fiksuoto ilgio instrukcijas, kad sumažintų aparatūros pridėtines išlaidas ir energijos suvartojimą.

Rankų pagrindu pagamintus procesorius gamina keli gamintojai, įskaitant „Samsung“, „Qualcomm“ ir „Huawei“, kurie pritaiko ir optimizuoja jų dizainus, pagrįstus pagrindinėmis architektūromis, kurias pateikė ARM Holdings. ARM architektūros stipriosios pusės apima mažą energijos suvartojimą, didelį efektyvumą ir stiprų lankstumą.

Tačiau jos vieno branduolio našumas yra gana silpnas, todėl reikia priklausomybės nuo kelių branduolių ir lygiagrečių apdorojimo technologijų, siekiant pagerinti bendrą našumą.

 

MIPS architektūra:

Tai yra klasikinė RISC procesoriaus architektūra, kuri kadaise užėmė reikšmingą poziciją darbo vietos ir serverių rinkose.

Šiandien jis pirmiausia naudojamas įterptosiose sistemose ir tinklo įrangoje. Kaip ir ARM, MIPS vykdo paprastas ir fiksuoto ilgio instrukcijas, tačiau joje daugiau dėmesio skiriama operacijoms tarp registrų, o ne tarp atminties ir registrų.

MIPS procesorius gamina tokios įmonės kaip „MIPS Technologies“ ir „Loongson“, pastarosios yra kinų sukurtas MIPS suderinamas procesorius. MIPS architektūros pranašumai apima jos paprastumą, lengvumą įgyvendinant ir puikų mastelį.

Tačiau ji kenčia nuo mažesnės rinkos dalies, ribotos programinės įrangos palaikymo ir našumo, kuris atsilieka nuo x 86 ir ARM.

 

„PowerPC“ architektūra:

Šią RISC procesoriaus architektūrą kartu sukūrė „IBM“, „Apple“ ir „Motorola“. Kadaise „Apple“ jį panaudojo savo „Macintosh“ kompiuterių linijoje, prieš jį pakeistą „Intel“. Kaip ir ARM ir MIP, „PowerPC“ vykdo paprastas ir fiksuoto ilgio instrukcijas, tačiau ji skiriasi tuo, kad naudoja didelių baitų baitų užsakymą, kur svarbiausias baitas yra saugomas žemiausiu atminties adresu.

Šiuo metu „PowerPC“ procesorius daugiausia gamina IBM ir jie naudojami didelio našumo skaičiavimuose, įterptosiose sistemose ir žaidimų konsolėse. „PowerPC“ architektūros stipriosios pusės apima jos stabilumą, patikimumą, aukštą našumą ir kelių operacinių sistemų palaikymą.

Tačiau tam trukdo didesnės išlaidos, didesnė energijos suvartojimas ir mažesnė rinkos dalis.

 

RISC-V architektūra:

Tai kylanti atvirojo kodo RISC procesoriaus architektūra, kurią inicijavo ir reklamuoja Kalifornijos universitetas, Berkeley. Ja siekiama pateikti nemokamą, lanksčią, keičiamą ir pritaikomą RISC instrukcijų rinkinį, pritraukiantį tiek akademinių ir pramoninių sektorių dalyvavimą. „RISC-V“ architektūros pranašumai apima mažą kainą, mažos energijos suvartojimą, didelį efektyvumą ir stiprų lankstumą.

Tačiau jos vieno branduolio našumas yra gana silpnas, todėl norint pagerinti našumą, reikia priklausomybės nuo kelių branduolių ir lygiagrečių apdorojimo technologijų.

 

Apibendrinant galima pasakyti, kad kiekviena procesoriaus architektūra turi savo unikalias stipriąsias ir silpnąsias puses, todėl jie yra tinkami skirtingoms programoms ir rinkoms. Vykdoma šių architektūrų raida ir toliau skatina inovacijas ir konkurenciją puslaidininkių pramonėje.