Điều gì đã giúp ARM có hiệu suất năng lượng tốt ? Những gì phải đánh đổi ? Khi nào thay thế được x86
bluesilhouettes
3 nămBình luận: 0
Dân tình xôn xao dạo gần đây về việc ARM bắt đầu đặt những bước chân đầu tiên lên mảnh đất Laptop và nhiều người tự hỏi có khi nào ARM thay thế được các dòng x86 được hay không ?
Câu hỏi này tương đối khó trả lời.



Vì sao ARM có thể đe dọa đến x86 như vậy ? Câu hỏi này dễ trả lời hơn, đó chính là hiệu suất xử dụng năng lượng của nó tương đối tốt hơn x86. Nhưng có vẻ như chúng ta đã bỏ qua vài thứ quan trọng.

Dưới đây là bài dịch từ bài của Ken Masterson trên Quora: Cái gì làm các chip nền ARM có hiệu suất năng lượng tương đối tốt so với x86, và phải đổi lại bằng gì ?

https://www.quora.com/What-makes-ARM-based-chips-relatively-power-efficient-and-what-is-the-trade-off-for-power-consumption


Có 4 đặc điểm thiết kế mang lại ưu thế performance/watt cho ARM so với x86: chậm hơn, nhỏ hơn, ngủ nhiều hơn và không cần phải chịu trách nhiệm support các tập lệnh trước đó ( hay còn gọi là backward-compactible). Những đặc tính này giúp cho ARM có ít phần cứng hơn ( cache, logic ...), tạo ra ít nhiệt hơn nhưng binary lớn hớn (binary là mã máy có được sau khi compile):

  1. Chậm hơn (ở đây là tần số hoạt động): vì do ARM chú trọng tới các hoạt động năng lượng thấp hơn là hiệu năng nên ARM xử dụng các transistor tốc độ thấp giúp giảm dòng rò (current leakeag) và hạ thấp điện áp tối thiểu (minimum voltage). Kết quả là phần cứng tiêu thụ ít điện năng một cách rõ rệt dù được fab bằng những chu trình cũ hơn so với x86.
  2. Nhỏ hơn (die size, kích thước die): vì ít transistor hơn một phần do ARM dùng kiến trúc RISC (Reduced Instruction Set Computing: Tập lệnh tối giản, phải gọi là tính toán bằng tập lệnh tối giản thì đúng hơn) có nghĩa là các hoạt động sẽ được xử lí bằng nhưng phần nhỏ, đơn giản với cái giá phải đổi là tiêu tốn nhiều mã máy hơn ( nghĩa là binary build ra cho ARM lớn hơn cho X86 cùng 1 chức năng). Điều này không có nghĩa là cuộc đời developer cho ARM sẽ đau khổ hơn miễn là anh ta không viết code bằng mã máy ASM chẳng hạn). RISC nghĩa là ARM có ít hơn những phần cứng chỉ dùng cho 1 mục đích nhất định và tiêu tốn năng lượng cả khi không được đụng tới cho nên ARM nhỏ hơn và rẻ hơn.
  3. ARM có sleep mode: một số chíp ARM hiện nay có thiết kế clock-less (không cần xung nhịp) nhờ đó vi xử lí có thể tiết kiệm năng lượng bằng cách ngừng 1 nhân cho tới khi nhận được lệnh ( instruction) trong khi x86 hiện nay chỉ có thể hạ xung nhịp xuống để giảm điện ạp core xuống (Vcore) và tắt ngoại vi.
  4. Minimal legacy (Có thể hiểu rằng chỉ giữ lại những thiết yếu nhất của thiết kế cũ hoặc trách nhiệm tối thiểu về tương thích ngược), cái này giúp cho tập lệnh đơn giản, linh hoạt. Việc mở rộng các tập lệnh sẽ phải thông qua các co-processor. Một ví dụ là ARM Cortex-M4F hỗ trợ tính toán chấm động thông qua FPU (floating point unit).


Vậy theo mình dự ở mảnh đất di động, ARM sẽ tiếp tục thống lĩnh trừ laptop và những thứ gì khác đòi hỏi hiệu năng cao. x86 sẽ tiến xa hơn trong thiết kế tiết kiệm năng lượng và khi đó tới khi mà pin có thể giúp cho laptop trụ đủ lâu, ví dụ nửa ngày chẳng hạn, ai cần tới ARM chứ.
Thêm nữa về mặt phần mềm chuyên nghiệp hiên nay có vẻ như vẫn chưa chuyển hướng về ARM, đây là 1 rào cản nữa.
ARM-vs-X86-Key-differences-explained.jpg








  • Chịu trách nhiệm nội dung: Trần Mạnh Hiệp
  • © 2022 Công ty Cổ phần MXH Tinh Tế
  • Địa chỉ: Số 70 Bà Huyện Thanh Quan, P. Võ Thị Sáu, Quận 3, TPHCM
  • Số điện thoại: 02862713156
  • MST: 0313255119
  • Giấy phép thiết lập MXH số 11/GP-BTTTT, Ký ngày: 08/01/2019