Khi chúng ta đã trở nên quen thuộc hơn với các sản phẩm dựa trên ARM, hiện tại các bộ xử lý có xu hướng ít nổi bật hơn vì đây là một tiêu chuẩn được chấp nhận rộng rãi. Tuy nhiên, điều đó không có nghĩa là nó vẫn không được chú ý.

Những thách thức của điện toán di động

Tất cả máy tính, máy tính bảng, máy tính xách tay và điện thoại thông minh đều sử dụng bộ vi xử lý. Thuật ngữ chung cho bộ xử lý thiết bị của bạn là CPU hoặc Bộ xử lý trung tâm. Đây là nơi hầu hết các tính toán thực tế diễn ra. Tuy nhiên, CPU không phải là một bộ xử lý đơn lẻ mà là nhiều bộ xử lý trên một thành phần.

CPU nhận các lệnh, thực hiện chúng và xuất kết quả đầu ra. Khi công nghệ ngày càng phát triển, các nhà sản xuất đã hướng tới bộ xử lý đa lõi, trong đó CPU là tập hợp nhiều bộ xử lý trên một chip. Đây là một trong những lý do chính khiến máy tính ngày nay mạnh hơn rất nhiều so với trước đây. Để biết thêm chi tiết, xem hướng dẫn của IIHS về cách thức hoạt động của CPU.

Thông thường, máy tính để bàn và máy tính xách tay sử dụng bộ xử lý Intel hoặc AMD. Những CPU này được thiết kế cho hiệu suất máy tính để bàn tối ưu, với nguồn điện ổn định, pin lớn và thường có bộ xử lý đồ họa chuyên dụng và hệ thống làm mát. Nhờ đó, chúng có thể xử lý các phép tính phức tạp với nhiều bộ xử lý xử lý đầu vào cùng một lúc.

Xem thêm bài viết hay:  Psk Là Gì Và Nên Chọn Loại Nào Khi Cài Password Wifi, Wep, Wpa, Wpa2 Là Gì

Tuy nhiên, thiết kế di động phải đáp ứng các yêu cầu khác. Để có thể di động, pin cần phải nhỏ hơn, không có chỗ cho quạt hoặc hệ thống làm mát và thiết bị cần hoạt động mà không bị chậm trễ hoặc gặp sự cố kỹ thuật. Vào những năm 2000, đây là một thách thức phổ biến trong quá trình sản xuất máy tính xách tay.

Các thiết kế phức tạp của CPU máy tính để bàn không hoạt động cho thiết bị di động vì các yêu cầu phần cứng rất khác nhau. Do đó, điện thoại thông minh như chúng ta biết ngày nay, không phải là một khái niệm khả thi khi sử dụng kiến ​​trúc máy tính truyền thống.

Bộ xử lý ARM là gì?

Để vượt qua những thách thức này, các nhà sản xuất đã chọn thay thế kiến ​​trúc CPU máy tính để bàn bằng một kiến ​​trúc phù hợp hơn cho điện toán di động. Bộ xử lý ARM là lựa chọn lý tưởng vì chúng sử dụng phương pháp xử lý đơn giản hơn, ít ngốn điện hơn. Điều này được thể hiện trong cái tên ARM, viết tắt của Advanced RISC Machine.

RISC là viết tắt của Máy tính tập lệnh giảm. Bản thân RISC không phải là một công nghệ mà là một hệ tư tưởng thiết kế. Bộ xử lý ARM được thiết kế để hoạt động hiệu quả nhất có thể, chỉ chấp nhận các lệnh có thể được thực thi trong một chu kỳ bộ nhớ. Quá trình phổ biến đối với CPU là tìm nạp, giải mã và thực hiện các lệnh.

Các đơn vị RISC sử dụng kiến ​​trúc 32 bit, một tiêu chuẩn phần lớn không được dùng trong máy tính để bàn. Điều này giới hạn lượng thông tin có thể được xử lý trong tính năng tìm nạp-giải mã-thực thi.

Ví dụ, máy tính Windows ngày nay thường sử dụng kiến ​​trúc 64-bit. Điều này mang lại cho hệ điều hành nhiều sức mạnh xử lý hơn, mang lại trải nghiệm tốt hơn.

Bộ vi xử lý ARM hoạt động như thế nào?

Bộ vi xử lý RISC và cùng với nó là các đơn vị ARM, nghe có vẻ như là một bước lùi. RISC ban đầu được phát triển vào những năm 1980 nhưng không tạo được ảnh hưởng trên thị trường. Tuy nhiên, ARM Holdings, công ty đứng sau bộ vi xử lý ARM, đã phát triển một định dạng hướng dẫn nén.

Xem thêm bài viết hay:  Top những bộ phim hoa ngữ hay nhất đang cực hot hiện nay, mọt phim Trung Quốc không nên bỏ lỡ

Mặc dù chỉ một tập lệnh duy nhất được xử lý trong một chu kỳ bộ nhớ, nhưng các lệnh có thể dài hơn và phức tạp hơn các thiết bị RISC truyền thống. Mặc dù vẫn còn nhiều hạn chế so với máy tính để bàn, nhưng người dùng không mong đợi điện thoại thông minh hoặc máy tính bảng đạt được mức hiệu suất tương tự.

Các thiết kế RISC ban đầu sử dụng kiến ​​trúc 32-bit, nhưng kể từ năm 2011, ARM Holdings đã hỗ trợ 64-bit trong các thiết kế của họ. Điều này không thể đạt được chỉ với RISC mà nhờ vào kiến ​​trúc tập lệnh của công ty. Thiết kế kỹ thuật của bộ xử lý ARM cũng đơn giản hóa quy trình sản xuất và thiết kế vật lý.

Độ phức tạp giảm của các đơn vị RISC có nghĩa là chúng yêu cầu ít bóng bán dẫn hơn trên chip. Nói chung, nhiều bóng bán dẫn hơn có nghĩa là tăng yêu cầu năng lượng và chi phí sản xuất. Chính vì lý do này mà bộ xử lý ARM thường có giá thấp hơn bộ xử lý máy tính để bàn truyền thống.

Ứng dụng cho bộ vi xử lý ARM

Do bộ xử lý ARM kết hợp các thiết kế RISC hiệu suất cao, với chi phí sản xuất và mức tiêu thụ điện năng thấp hơn nên chúng rất lý tưởng cho các thiết bị di động như điện thoại thông minh, máy tính bảng và thậm chí một số máy tính xách tay. . Tuy nhiên, thảo luận về bộ xử lý ARM với tư cách là một tập thể có thể là một thách thức.

ARM Holdings không tự sản xuất bộ vi xử lý ARM. Thay vào đó, công ty phát minh ra công nghệ, phát triển các tiêu chuẩn hướng dẫn và sau đó cấp phép các thiết kế này cho các nhà sản xuất khác. Đây là lý do tại sao có rất nhiều biến thể của bộ xử lý ARM và tại sao mỗi biến thể hoạt động khác nhau.

Xem thêm bài viết hay:  Tra Từ: Trân Quý Là Gì

Các nhà sản xuất phần cứng trả tiền cho ARM Holdings để có được công nghệ cốt lõi, nhưng sau đó điều chỉnh nó theo nhu cầu, yêu cầu phần mềm và thiết kế phần cứng của họ. Do đó, rất khó để so sánh các sản phẩm chứa bộ xử lý ARM với bộ xử lý Intel.

Ngoài ra, phần mềm phải được thiết kế riêng cho phần cứng ARM và do đó không tương thích với các kiến ​​trúc khác. Sự khác biệt về hiệu năng giữa bộ xử lý ARM và máy tính để bàn là một trong những lý do chính khiến điện thoại của bạn chạy chậm hơn máy tính để bàn.

Tuy nhiên, vì bộ xử lý ARM hiệu quả và chi phí thấp nên bạn có thể tìm thấy chúng trên một số máy tính xách tay. Chromebook cũng sử dụng bộ xử lý ARM. Vì Chromebook chạy Chrome OS, một hệ điều hành sử dụng ít tài nguyên dựa trên trình duyệt web Chrome nên các sản phẩm ARM là lựa chọn lý tưởng.

Tương lai của máy tính

Nhờ quy trình của ARM Holdings, điện thoại của chúng tôi có trọng lượng nhẹ, hiệu suất cao và giá cả phải chăng. Nếu không có những đổi mới trong việc triển khai RISC, điện toán di động sẽ không tối ưu như chúng ta quen thuộc ngày nay.

TIẾP TỤC ĐỌC: Tại sao bo mạch chủ có pin?

Văn Nguyễn

Dịch từ: https://www.makeuseof.com/tag/what-is-an-arm-processor/