Читать «Компьютерра PDA N171 (28.04.2012-04.05.2012)» онлайн - страница 5

Первые восьмибитные процессоры вроде Intel 8080 или Motorola 6800 были способны выполнять лишь несколько простых команд: в них даже не поддерживалась инструкция умножения двух целых чисел, и для этого требовались сложные программные вычисления. Последующие модели чипов разрабатывались исходя из того, что "железо" способно работать быстрее "софта", и оснащались всё более обширным набором инструкций. Этот подход лёг в основу архитектуры CISC (complex instruction set computer - "компьютер со сложным набором команд"), на базе которой были построены практически все чипы x86, за исключением процессоров последних поколений (Pentium 4, Core, Athlon, Phenom) - они также в значительной степени используют архитектуру CISC, но корректнее считать их гибридными.

Применение именно этой архитектуры при последовательном усложнении наборов инструкций требует постоянного повышения тактовых частот. Если первые чипы могли выполнять большую часть своих простых инструкций за один или несколько тактов, то для современных процессоров необходимы несоизмеримо более высокие частоты.

Радикально иной подход к конструированию процессоров появился в начале 1980-х годов, и он получил название RISC. Согласно этому подходу процессоры должны уметь исполнять лишь несколько простых инструкций, но благодаря этой простоте такие инструкции будут исполняться за минимально возможное время, большинство из них - за один такт. В результате, несмотря на то что значительная часть работы выполняется на уровне программного обеспечения, выигрыш в производительности с лихвой компенсирует эти затраты.

С тех пор было разработано несколько семейств процессоров на основе архитектуры RISC, и все они демонстрировали впечатляющую производительность - в своей специфической нише UNIX-серверов и рабочих станций для CAD/CAM. Заслуживают особого упоминания такие чипы, как IBM Power, Sun SPARC и, конечно же, ARM. Некоторые из этих микросхем уже сняты с производства, но все они наглядно продемонстрировали, что "экономичная" архитектура RISC может на равных соперничать с "экстенсивной" CISC.

Поскольку современные процессоры ARM - прямые потомки чипа, разработанного инженерами Acorn для компьютера Archimedes в 1987 году, все они считаются построенными на единой архитектуре ARM. Точно так же современные процессоры Intel и AMD, происходящие от Intel 8086, называются чипами на базе архитектуры x86.

Тем, кто знаком с историей платформы ПК, известно понятие "поколение", используемое применительно к микропроцессорам x86. За последние годы граница между ними стала более размытой, однако первоначально можно чётко разделить чипы серий 8086 и 8088, микросхемы семейства 80286, а также последующие серии 80386, 80486, Pentium, Pentium II, Pentium III, Pentium IV, Pentium D, Core и Core 2 и т.д.

Понятие поколений применимо и к чипам на архитектуре ARM, но с одним важным отличием. Если в чипах x86 одним из важнейших признаков нового поколения была разрядность (сначала 16 бит, затем 32 и, наконец, 64 бита), то процессоры ARM со дня своего появления были тридцатидвухразрядными и остаются таковыми до настоящего времени. Однако это вовсе не означает отсутствия инноваций.