Lezers zoals jij steunen MUO. Wanneer u een aankoop doet via links op onze site, kunnen we een aangesloten commissie verdienen.
De processor is het brein van elke computer en evolueert voortdurend om de efficiëntie te verbeteren. Het ontwerp van een processor bepaalt hoeveel instructies hij kan uitvoeren en hoe snel en efficiënt hij deze kan uitvoeren. RISC, RISC-V en ARM zijn termen die in het processorontwerp worden gebruikt om een type processor aan te duiden dat een specifiek type instructiesetarchitectuur (ISA) gebruikt.
Hoewel ze niet vaak worden gebruikt in reguliere computers, voeden deze processors smartphones, microcontrollers, single-board computers en allerlei soorten IoT-apparaten. Lees verder voor meer informatie over hen en hun verschillen.
Uitleg over architectuur van instructieset en RISC
Het kan moeilijk zijn om het verschil tussen RISC, RISC-V en ARM te begrijpen als u het niet weet hoe CPU's werken en code uitvoeren. Dus, voordat we beginnen met het vergelijken van de termen, laten we het eerst hebben over de architectuur van de instructieset en hoe deze verschilt van wat uw gewone computerprocessor gebruikt.
Of het nu een microprocessor, een microcomputer of een gewone desktopcomputer is, hun processors gebruiken allemaal een instructiesetarchitectuur (ISA). Een ISA is het deel van de processor dat alle basisinstructies bevat die een processor kan uitvoeren. Deze instructies zijn de bouwstenen van een computerprogramma. Ze zijn meestal niet ingewikkelder dan uw basisoptellen en aftrekken.
Over het algemeen circuleren er twee soorten ISA op de markt. Dit zijn de RISC- en CISC-architecturen. RISC staat voor Reduced Instruction Set Computer, terwijl CISC staat voor Complex Instruction Set Computer. Beide architecturen zijn tegenwoordig gangbaar, met x86 (Intel- en AMD-processors) als de beste processor die CISC gebruikt en ARM (Qualcomm- en MediaTek-processors) als de meest populaire RISC-architectuur.
Kortom, RISC is een computerarchitectuur die is ontworpen en geoptimaliseerd om minder instructies te gebruiken dan zijn CISC-tegenhangers. Deze minder instructies en andere optimalisatietechnologie die in de RISC-architectuur wordt gebruikt, maken dit soort mogelijk processors om minder stroom te verbruiken, waardoor ze ideaal zijn voor smartphones, camera's, smartwatches en allerlei soorten IoT apparaten.
Wat is ARM?
We hebben vastgesteld dat ARM-processors tot de beste RISC-architectuur op de markt behoren. Wat is ARM precies en waarom zijn het de meest populaire RISC-processors?
Vóór RISC-V (waar we het binnenkort over zullen hebben), waren op ARM gebaseerde processors de enige optie voor iedereen die een elektronisch product wilde bouwen met behulp van hun eigen aangepaste processors.
Arm (met de kleine letter "rm") Ltd. is een bedrijf dat chips ontwerpt en licentieert voor verschillende hardwarefabrikanten, zoals Apple, MediaTek, Qualcomm en kleinere bedrijven zoals PINE64. Ze gebruiken hun eigen closed-source ARM ISA om zeer efficiënte microprocessors en system-on-a-chip (SoC) te ontwerpen. Alle ontwerpen gemaakt door Arm staan bekend als Advanced RISC Machine-processors of gewoon ARM-processors (allemaal in hoofdletters).
Behalve dat het een van de eerste bedrijven is die chipontwerpen verkoopt en op maat maakt, is Arm erin geslaagd om de dominante RISC-chipontwerper vanwege zijn voortdurende innovaties met de ARM ISA en ARM-processor ontwerpen.
Net zoals de APU van AMD, die CPU en GPU in één chip combineert, is het bekend dat ARM-processors CPU, GPU, geheugen, DSP en verschillende modems combineren in één chip of chip. Systeem op een chip (SoC). Door deze nauwe integratie van meerdere modules zijn de ARM-processors snel en efficiënt.
Wat is RISC-V?
RISC-V is een open-standaard ISA ontwikkeld aan de University of California, Berkeley. Deze ISA introduceert geen nieuwe technologie op de markt, maar velen speculeren dat dit de toekomst is van op RISC gebaseerde processors. Dus waarom is het?
RISC-V heeft de aandacht getrokken van bedrijven als Amazon, Google, Qualcomm, Intel, Rockchip, SiFive, Sony, ZTE en Western Digital. Dit komt omdat RISC-V een open-standaard ISA is. RISC-V International (een non-profitorganisatie voor RISC-V) stelt iedereen in staat om de RISC-V ISA op hun processors te gebruiken zonder een vergoeding te betalen.
Het mooie van RISC-V is de mogelijkheid om de instructieset uit te breiden op basis van de processen die uw chip nodig heeft voor een bepaald product. RISC-V begint pas met een basis instructieset van 47 instructies. Deze instructies bevatten alle basisfunctionaliteiten die een chip nodig heeft om te werken en basistaken uit te voeren.
Ontwerpers zijn dan vrij om te kiezen welke instructies ze aan de basisinstructieset willen toevoegen om de chip alle functionaliteiten te geven die hij nodig heeft, zonder extra bloat-functionaliteiten die hij niet zou gebruiken.
Hoewel RISC-V nog steeds een relatief nieuwe ISA is, maakt het zijn potentieel om kosteneffectieve en zeer efficiënte gespecialiseerde chips voor verschillende toepassingen te leveren, het tot een speciale ISA.
ARM of RISC V? Wat is beter?
ARM en RISC-V zijn ISA's die de RISC-ontwerpfilosofie volgen, dus welke is beter?
Om te vergelijken, hier is de prestatievergelijking tussen SiFive's P670-processor vs. Arm's Cortex-A78-processor:
Zoals je in de afbeelding kunt zien, loopt de Cortex-A78 iets voor op de P670 wat betreft piekprestaties met één thread. Hoewel de Cortex-A78 wint in ruwe prestaties, verdubbelt de P670 de rekendichtheid van de Cortex-A78. Dit betekent dat de P670-processor van SiFive vergelijkbare single-thread-prestaties levert ten opzichte van de Cortex-A78, die twee keer zo groot is als de P670.
In deze vergelijking wint de P670-processor van SiFive van Arm's Cortex-A78 voor het leveren van vergelijkbare single-thread-prestaties op de helft van de grootte. Houd er echter ook rekening mee dat de Cortex-A78 in december 2020 is uitgebracht via de Vivo X60 en X60 Pro, terwijl de P670 zojuist is aangekondigd op 1 november 2022.
Dat is ongeveer twee jaar verschil in onderzoek en ontwikkeling. De nieuwste processors van Arm draaien nu op de ARMv9 ISA, waardoor de ARMv8 die de Cortex-A78 gebruikt aanzienlijk wordt verbeterd. Om dat in perspectief te plaatsen: de nieuwste ARMv9-processors bieden ongeveer 30% hogere prestaties en zijn 50% energiezuiniger.
Dus qua ruwe prestaties lopen ARM-processors nog steeds voorop. Maar met SiFive's P670 die tweemaal de rekendichtheid biedt ten opzichte van de Cortex-A78, lijken RISC-V-processors een voordeel ten opzichte van ARM-processors met betrekking tot draagbare technologieën die veel baat hebben bij het gebruik van kleinere afmetingen verwerkers.
RISC, RISC-V en ARM zijn verschillende instructieset-architecturen
Samenvattend is RISC een ontwerpfilosofie die minder instructies gebruikt dan op een gewone desktopprocessor zoals de x86. Met kortere en minder instructies kunnen RISC-processors zeer energiezuinig zijn.
ARM is een closed-source ISA gebaseerd op RISC die in licentie is gegeven aan bedrijven voor hun processors en SoC's. Met de ARM ISA kan Arm krachtige RISC-processors ontwerpen, zoals de M1-chips van Apple. Aan de andere kant is RISC-V een open-standaard ISA gebaseerd op RISC die iedereen kan gebruiken om zijn eigen chips te ontwerpen zonder licentiekosten te betalen. Door het open-source karakter kan de RISC-V ISA verder worden aangepast en uitgebreid om gespecialiseerde chips te maken voor specifieke taken.
Hoewel het misschien niet zo belangrijk lijkt, zal deze voortdurende concurrentie tussen ARM en RISC-V zeker alle consumenten ten goede komen, vooral als het gaat om IoT-apparaten, microcontrollers, single-board computers en handheld-apparaten zoals smartphones en tablets. En wie weet, met de M1-chips van Apple als bewijs, kunnen op RISC gebaseerde processors eerder dan verwacht de concurrentie aangaan met x86-processors.
