Recientemente recibimos una gran pregunta que nos hizo recordar que no todos se mantienen al día con las especificaciones y el diseño del hardware. Alguien preguntó qué significaba ARM.
En primer lugar, esa es una pregunta increíble. Me imagino que es difícil entender algunas de las charlas técnicas que suceden si no estás seguro de lo básico, y la única forma de averiguarlo es preguntando. Entonces, ¡nos alegra que lo hayas preguntado!
ARM es una empresa y ARM es una arquitectura de procesador que desarrollan y venden.
Cuando ve una discusión tecnológica y se usa la palabra ARM, está describiendo un tipo de procesador. La definición súper técnica de un procesador ARM es una CPU construida en la arquitectura basada en RISC desarrollada por Acorn Computers en la década de 1980 y ahora desarrollada por Advanced RISC Machines (por lo tanto, la ARM).
Eso no es muy útil cuando no sabes lo que significa. Entonces hablemos de lo que eso significa.
ARM, Ltd. es una compañía en Inglaterra que desarrolla y diseña una arquitectura de procesador. La abreviatura ARM para el diseño del procesador significa Acorn RISC Machine, y la abreviatura ARM para la compañía que diseña y vende la licencia para usar esa arquitectura significa Advanced RISC Machines. No te obsesiones con qué ARM significa qué cosa, ya que hoy en día ambos son intercambiables. ARM, la compañía diseña un método para construir procesadores ARM y compañías como Qualcomm, Apple y Samsung lo licencian para construir sus propios procesadores personalizados. Muchas otras compañías también licencian el diseño ARM. La mayoría de los dispositivos pequeños y que funcionan con baterías que necesitan un cerebro utilizarán un procesador ARM.
Las CPU ARM están diseñadas para realizar muchas tareas simples a la vez sin necesidad de mucha potencia.
RISC es sinónimo de computación de conjunto de instrucciones reducido. El procesador Intel o AMD que encontrará en su computadora portátil o computadora de escritorio es probablemente un procesador CISC (computación de conjunto de instrucciones complejas). Los dos tipos diferentes están diseñados para diferentes necesidades. Un procesador RISC está diseñado para ejecutar una cantidad menor de instrucciones (las instrucciones definen qué órdenes puede enviar un procesador a un procesador) que un procesador CISC. Debido a que pueden hacer menos cosas, pueden tener una frecuencia más alta (los números de Gigahertz que escucha hablar) y realizar más MIPS (millones de instrucciones por segundo) que un procesador CISC.
Cuando reduce la cantidad de instrucciones que el procesador puede calcular, puede crear un circuito más simple dentro del chip. Un procesador RISC usa menos transistores que a su vez usan menos energía. Debido a que los circuitos son simples (se conocen como rutas optimizadas en lenguaje técnico), se puede utilizar un tamaño de matriz más pequeño para construir el procesador. El tamaño del troquel es la medida de un chip en la oblea de silicio en la que se basa un procesador. Cuando el tamaño del troquel es más pequeño, se pueden colocar más componentes con menos cableado en la superficie del procesador. Esto hace que los procesadores ARM sean pequeños y consuman menos energía.
Los procesadores pequeños, rápidos y simples son perfectos para cosas como teléfonos. Un teléfono no le pide a la CPU que procese cosas como datos de colisión 3D (a menos que sea un teléfono Tango) o que intente ejecutar cientos de hilos en su número limitado de núcleos. El software móvil, tanto el sistema operativo como las aplicaciones que se ejecutan en él, están codificados y optimizados para el conjunto de instrucciones reducido que utiliza el procesador ARM. Pero eso no significa que las CPU ARM no sean poderosas por derecho propio.
La especificación ARM actual permite un diseño de 32 bits y 64 bits, virtualización de hardware, administración avanzada de energía que puede interactuar con el software del usuario y una arquitectura de carga / almacenamiento que es principalmente ejecución de ciclo único y ortogonal. Si tiene curiosidad acerca de cuáles son estas cosas, puede buscar arquitecturas de conjuntos de instrucciones de computadora para obtener más información.
Todo lo que necesita saber al respecto es que significa que los procesadores ARM también son muy buenos en cosas que no son teléfonos o reproductores multimedia. Cosas como las supercomputadoras.
La excelente lista de reproducción de video de ARM Architecture Fundamentals
ARM tiene una excelente relación rendimiento por vatio. El software correctamente codificado puede hacer más por vatio de electricidad utilizado en un chip ARM que en una CPU x86 (un procesador CISC popularizado por Intel). Esto facilita el escalado de cosas como servidores y supercomputadoras cuando se utilizan procesadores ARM.
Puede obtener la cantidad de potencia informática sin procesar necesaria de 24 núcleos de CPU x86, o puede obtenerla de cientos de núcleos ARM pequeños y de baja potencia. Los núcleos x86 utilizarán su potencia informática para realizar los cálculos necesarios en unos pocos núcleos y subprocesos de CPU, mientras que los núcleos ARM distribuirán las tareas en muchos núcleos de baja capacidad y menos complejos. Los núcleos ARM son mucho más altos en número, pero no necesitan más potencia o más espacio que los núcleos 24 x86. Esto facilita el escalado, agregando más potencia informática al diseño de un procesador, más fácil con ARM. Simplemente agregue más núcleos de CPU y asegúrese de que su software esté escrito para funcionar bien con el conjunto de instrucciones de ARM.
Los procesadores ARM se escalan muy bien y se ejecutan en supercomputadoras y servidores, así como en su Android o iPad.
Al final, una sola instancia de un procesador ARM nunca será tan potente como algo como un Intel Core i7 que encontraría en una PC para juegos. No es muy bueno para ejecutar el software escrito para el procesador Intel x86 y se necesitan muchos cambios de codificación, o una máquina virtual, para hacer lo mismo. Pero ese Intel Core i7 usa aproximadamente 12 veces la potencia, necesita un sistema de enfriamiento activo y nunca cabe en el cuerpo de un teléfono. El procesador ARM menos complejo funciona bien cuando el software está escrito para admitirlo directamente, y debido a su conjunto de características de diseño pequeño y de baja potencia, es fácil agregar algunos núcleos de alta velocidad de reloj a una CPU para ejecutar el software avanzado que todos queremos para usar en nuestros teléfonos.
Y si tiene un centro de datos en las montañas en algún lugar, puede seguir escalando y agregar más núcleos hasta que cree computadoras que puedan manejar cosas como los autos inteligentes de NVIDIA o las máquinas de aprendizaje de Google.
