ARM là gì? Điều gì làm cho kiến ​​trúc bộ xử lý ARM trở nên độc đáo?

Bộ xử lý dựa kiến trúc ARM đã trở thành một phần của thị trường chính cho các thiết bị điện tử tiêu dùng. Sự phổ biến của các thiết bị di động thông minh đã làm tăng nhu cầu về bộ vi xử lý cân bằng giữa hiệu suất và tiết kiệm năng lượng. Vậy chính xác ARM là gì? Bộ xử lý dựa trên kiến trúc ARM là gì? Có gì khác nhau không?

ARM là gì? Bộ xử lý dựa trên kiến trúc ARM là gì?

ARM – viết tắt của Advanced RISC Machine (trước đây là Acorn RISC Machine) là một kiến ​​trúc tập lệnh cụ thể được phát triển bởi Công ty Arm Holdings – một trong những công ty lớn nhất và phát triển nhanh nhất trong lĩnh vực thiết kế bộ vi xử lý cho các thiết bị di động, máy tính bảng, hệ thống nhúng và các ứng dụng khác.

Bộ xử lý ARM phần lớn dựa kiến trúc RISC (máy tính có tập lệnh rút gọn RISC), cung cấp năng lượng cho hầu hết các thiết bị điện thoại thông minh và máy tính bảng trên thị trường, cũng như bảng điều khiển trò chơi và hàng loạt thiết bị các thiết bị thông minh khác nhau, từ smart TV và đồng hồ thông minh.

Bản sao trực tiếp của cả ARM và RISC bao gồm tất cả các bộ xử lý khác dựa trên máy tính có tập lệnh phức tạp hoặc kiến ​​trúc CISC. Với việc giới thiệu CPU cấp máy tính để bàn dựa trên Advanced RISC Machine, bộ xử lý x86 từ các nhà sản xuất như Intel và AMD đóng vai trò là đối tác cụ thể hơn.

Ví dụ về bộ xử lý x86 bao gồm bộ xử lý Core i3, Core i5, Core i7 và Core i9 từ dòng Intel Core, bộ xử lý Intel Xeon cấp doanh nghiệp và dòng CPU Athlon và dòng Ryzen của AMD.

Sự khác biệt giữa ARM và CPU x86 tập trung vào sự khác biệt giữa kiến ​​trúc CISC và RISC.

Bộ xử lý dựa trên kiến ​​trúc ARM thường sử dụng các lệnh đơn giản hơn, hoạt động ở một lệnh trong mỗi chu kỳ và có kích thước lệnh cố định. Vì vậy nó có thể chạy hiệu quả trên các thiết bị có tài nguyên hạn chế như điện thoại thông minh và máy tính bảng. Ngoài ra, ARM tiêu thụ ít năng lượng hơn so với CPU x86, do đó thiết bị sử dụng ARM thường có thời lượng pin dài hơn.

Mặt khác, CPU x86 là kiến trúc bộ vi xử lý CISC (Complex Instruction Set Computing) được thiết kế cho các máy tính desktop và laptop, hoạt động bằng cách kết hợp các lệnh đơn giản thành một lệnh phức tạp duy nhất, nghĩa là nó thường được sử dụng cho các ứng dụng đòi hỏi tính toán cao và đa nhiệm.

Ưu và nhược điểm của bộ xử lý dựa trên kiến ​​trúc ARM là gì?

Những ưu điểm của bộ xử lý ARM và đặc điểm của máy tính tập lệnh rút gọn RISC

• Tối ưu điện năng: Rất lý tưởng cho các thiết bị chạy bằng pin vì chúng có hiệu suất tốt trên mỗi watt, tỏa ra ít nhiệt hơn so với bộ xử lý x86.
• Hiệu suất: Mặc dù sử dụng năng lượng hiệu quả, bộ vi xử lý ARM có khả năng xử lý vượt trội – các phiên bản mới nhất chạy bộ xử lý dòng A và bộ xử lý M mới của Apple là một ví dụ điển hình.
• Điện toán không đồng nhất: Bộ xử lý dựa trên kiến ​​trúc này có nhiều lõi, một số lõi được thiết kế để xử lý các tác vụ tiêu tốn ít năng lượng, trong khi các lõi còn lại nhằm xử lý các hoạt động sử dụng nhiều tài nguyên.
• Ưu điểm của kiến trúc RISC – Bởi vì ARM dựa trên kiến ​​trúc RISC, nên nó vốn có các đặc điểm và ưu điểm chính như: số lượng định dạng lệnh ít hơn, số lượng lệnh ít hơn và ít chế độ đánh địa chỉ hơn.

Những nhược điểm và hạn chế của Advanced RISC Machine

• Tính không tương thích của phần mềm: Các vấn đề về khả năng tương thích vẫn là một rào cản đối với việc áp dụng đầy đủ các bộ xử lý dựa trên ARM để sử dụng trong máy tính cá nhân. Các chương trình hoặc ứng dụng được viết trên kiến ​​trúc x86 sẽ không chạy tự nhiên trên các thiết bị hỗ trợ ARM.
• Khả năng của các lập trình viên: Hiệu suất của bộ xử lý ARM phụ thuộc vào chất lượng của phần mềm hoặc ứng dụng do các nhà phát triển viết. CPU dựa trên RISC có xu hướng hoạt động kém khi được cung cấp mã từ các chương trình được viết kém.
• Hạn chế của kiến trúc RISC: Việc phát triển các chương trình cho RISC cần nhiều nỗ lực hơn so với việc phát triển cho kiến ​​trúc dựa trên CISC như kiến ​​trúc x86. Sự đơn giản của RISC gây ra rất nhiều “căng thẳng” cho ứng dụng.
• Mối quan tâm khi lựa chọn: Kiến trúc ARM mang đến cho một số công ty cơ hội tích hợp theo chiều dọc. Có một số lo ngại về việc các công ty hạn chế các nhà phát triển và người tiêu dùng, do họ có toàn quyền kiểm soát phần cứng và phần mềm của họ.

Triển vọng của bộ xử lý ARM

Các smartphone, máy tính bảng hay cả máy tính xách tay thuộc các model mới trên thị trường hiện nay, được thiết kế với xu hướng nhỏ gọn, mang tính di động và quan trọng là vẫn đạt được hiệu suất cao. Các ví dụ điển hình bao gồm bộ xử lý dòng A trong các thiết bị iPhone, iPad, bộ xử lý dòng M do Apple Inc giới thiệu lần đầu vào năm 2020 và chipset Qualcomm Snapdragon được tìm thấy trong smartphone chạy Android. Tất cả là nhờ vào quy trình của ARM Holdings.

Hiện tại, ARM Holdings đã trở thành một trong những công ty dẫn đầu trong lĩnh vực bộ vi xử lý. Bộ vi xử lý của họ đang được sử dụng rộng rãi trên toàn cầu và được tích hợp trong hàng tỷ thiết bị điện tử. Một trong những điểm mạnh của ARM là khả năng tùy chỉnh và tính linh hoạt của bộ vi xử lý. Với nền tảng linh hoạt này, ARM có thể phát triển các bộ vi xử lý đáp ứng nhu cầu của từng khách hàng và ứng dụng cụ thể.

Trong tương lai, 2T-Mobile tin rằng ARM sẽ tiếp tục phát triển nhờ vào sự gia tăng của các ứng dụng và các thiết bị di động. Ngoài ra, ARM cũng đang đẩy mạnh phát triển các bộ vi xử lý cho máy tính để bàn và máy chủ. Tuy nhiên, với sự cạnh tranh khốc liệt trong ngành công nghiệp bộ vi xử lý, ARM cần phải tiếp tục nâng cao chất lượng sản phẩm và nâng cao sức cạnh tranh với các đối thủ. Cần nâng cao các tiêu chuẩn để đảm bảo tính bảo mật của sản phẩm, nhất là khi các ứng dụng nhúng và IoT đang phát triển mạnh.

Đến đây thì hẳn bạn đã cơ bản hiểu được bộ xử lý ARM là gì rồi. Nếu bạn đang quan tâm các sản phẩm sử dụng bộ xử lý này, có thể tham khảo tại website chính thức của 2T-Mobile – tất cả sản phẩm đều chính hãng với mức giá tốt. Cảm ơn bạn đã theo dõi bài viết!