ARM CPU คืออะไร？

7,300 views

Skip to first unread message

VORAWUTH CHOMPUBUTR (CDGS-CSD-PC)

unread,

Mar 1, 2012, 2:47:59 AM3/1/12

to cd...@googlegroups.com

บทความโดย eak500 : February 12th, 2012

ผมว่าถ้าคุณอ่านข่าวเทคโนโลยีบ่อยๆ คุณเคยได้ยินชื่อพวก CPU พวกนี้บ้างแหละ CPU A4, A5 ของ Apple, Tegra2 , Snapdragon, OMAP , คุณรู้ไหมครับว่า CPU พวกนี้แท้จริงแล้วก็ถูกสร้างมาด้วยพื้นฐานสถาปัตยกรรมเดียวกันชื่อว่า ARM … แล้ว ARM คืออะไร?

ARM ย่อมาจาก Advanced RISC Machine แปลเป็นไทยได้ว่า เครื่องกล RISC แบบล้ำหน้า (ปี๊ด…ล้ำหน้า) แล้ว RISC คืออะไรฟระ ?

ในโลกของการออกแบบ CPU นั้นจะมีอยู่ 2 แบบใหญ่ๆคือ RISC และ CISC

CISC ย่อมาจาก Complex Instruction Set Computer คือ CPU ที่เวลาเราป้อนคำสั่งไป 1 คำสั่ง มันสามารถทำงานได้หลายอย่าง เช่น 1คำสั่งที่ส่งไป ทำให้ CPU โหลดข้อมูลจาก memory , ทำการคำนวณ และก็เก็บผลลัพท์กลับไปไว้ใน memory ได้ , ตัวอย่าง CPU ที่เป็นแบบ CISC ก็คือ CPU ของ Intel ทั้งหมดที่ใช้สถาปัตยกรรมแบบ x86

RISC คือ Reduced Instruction Set Computer เป็น CPU ที่เกิดขึ้นภายหลัง โดยการออกแบบนั้นจะเน้นที่การลดจำนวนชุดคำสั่งลง คำสั่งแต่ละคำสั่งทำงานได้ 1 อย่างเท่านั้น และมีเพียงเฉพาะคำสั่ง load และ store ที่สามารถติดต่อกับ memory ภายนอกได้(RAM) ชุดคำสั่งที่เหลือจะติดต่อกับ Register (memory ภายในตัว CPU)เท่านั้น … จากแนวคิดนี้ ทำให้ CPU แบบ RISC สามารถออกแบบได้ง่ายขึ้น สามารถออกแบบให้มีประสิทธิภาพได้สูงสุด และที่สำคัญทำให้จำนวนทรานซิสเตอร์ที่อยู่ภายในน้อยลงอย่างมากเมื่อเทียบกับ CISC เลยเป็นผลทำให้ RISC กินไฟน้อยและมีขนาดเล็ก … แต่ก็มีข้อเสียคือ การเขียนโปรแกรมจะยุ่งยากกว่าเพราะต้องเขียนคำสั่งมากกว่า และ Complier ก็จะซับซ้อนกว่า

ARM ทำการออกแบบ CPU โดยใช้สถาปัตยกรรม RISC เป็นหลักและได้เพิ่มเติมความสามารถบางอย่างเข้าไปเพื่อให้ทำการกับ Hardware อันอื่นได้สูงสุด เขียนโปรแกรมแบบ loop ได้ง่ายขึ้น (ดูได้ที่นี่ ถ้าอยากรู้รายละเอียดลึกๆๆๆๆ)

ด้วยความที่ ARM CPU เป็น CPU ที่กินไฟน้อย จึงทำให้มันโด่งดังในตลาดอุปกรณ์เคลื่อนที่ต่างๆ , ในปี 2005 ประมาณ 98% ของมือถือทั้งหมดที่ขายทั้งปี (1000 ล้านเครื่อง) ต้องมี ARM CPU อย่างน้อยหนึ่งอัน อุปกรณ์เคลื่อนที่อื่นๆก็ใช้ ARM CPU อย่างแพร่หลาย เช่น PDA, Tablet, เครื่องเล่น mp3, เครื่องเล่นเกมส์แบบพกพา เครื่องคิดเลข hard disk และ Router

ARM CPU นั้นถูกพัฒนาโดยบริษัทชื่อว่า ARM (บริษัทแม่อยู่ที่อังกฤษ) ที่ทำการพัฒนาและออกแบบ CPU อย่างเดียว ไม่ได้ทำการผลิตเอง แต่จะถ่ายทอดสถาปัตยกรรม ARM CPU และขายใบอนุญาติใช้สิทธิบัตรไปยังบริษัทอื่นๆ เช่น Apple, Intel, LG, Marvell Technology Group, Microsoft, Nintendo, Nvidia, Sony, NXP, Qualcomm, Samsung, Sharp, Texas Instrument, …

ARM Roadmap

ถ้าใครเคยได้ยินว่า CPU ตัวนั้นเป็น Cortex-A8 (เช่น A4 ของ Applex) เป็น Cortex A9 (เช่น A5) ก็ดูไล่ไปตามนี้ได้เลย ถ้าเข้าไปในเว็บของ ARM คุณจะได้รายละเอียดมากขึ้นเช่น Cortex-A9 สามารถสร้างได้เป็น 1 ถึง 4 core สามารถมีความเร็วได้สุงสุด 2GHz

บริษัทเด่นๆที่เอา สถาปัตยกรรม ARM ไปพัฒนาและผลิต CPU

1. Nvidia: ออกแบบและผลิต CPU เอง เช่น Tegra2 (ดังมาก ถูกใช้ใน tablet เกือบทุกตัวที่ไม่ใช่ iPad ในปี 2011), Tegra3 เป็น Quad core ตัวแรกในโลก, และตอนนี้ Kal-El ก็กำลังเป็น Quad core ตัวฮิต

2. Apple: เคยให้ Samsung ออกแบบและผลิต ARM CPU ให้, แต่ภายหลัง Apple ก็ซื้อกิจการของบริษัท Intrinsity ซึ่งเป็นบริษัทออกแบบ ARM CPU ให้ Samsung และให้ Intrinsity ออกแบบ CPU ของ Apple เอง ชื่อว่า A4, A5, … ให้เหมาะสมกับอุปกรณ์ของ Apple มากขึ้น แต่ก็ยังให้ Samsung เป็นผู้ผลิตอยู่

3. Samsung: ออกแบบและผลิต CPU เอง, ตัวดังๆก็ hummingbird คล้ายกับ A8 ของ Apple มาก , …

4. Qualcomm: CPU ตระกูล Snapdragon

5. Texas Instruments: CPU ตระกูล OMAP, เช่น OMAP3, OMAP4, OMAP5 (ตัวล่าสุดเป็น Quad-core ใช้เทคโนโลยี Cortex-A15 และ Cortex M4 จาก ARM)

อนาคตของ ARM CPU

Nvidia ตอนนี้ถือได้ว่ามาแรงแบบสุดๆเป็นผู้นำในการออกแบบและผลิต CPU แบบ ARM , CEO ของ Nvidia ได้ให้สัมภาษณ์ในงาน Asia-D ไว้อย่างชัดเจนถึง พื้นฐาน ARM CPU และอนาคตของมันไว้ว่า

ARM CPU นั้นกินไฟน้อย แบ่งได้เป็นสองแบบ

1. กินไฟระดับ mW ถึง 1 W ใช้ใน Smart phone ต่างๆ

2. กินไฟระดับ 5-7 W ใช้ใน Tablet ต่างๆ

แต่ในอุปกรณ์กินไฟมากๆอย่างเช่น notebook, หรือ ultrabook ที่กินไฟอย่างต่ำ 18W (Macbook Air) ตอนนี้ไม่สามารถใช้กับ ARM ได้ … nVidia มีแผนที่จะผลิต CPU สำหรับตลาดนี้โดยเฉพาะ โดยหวังว่าจะผลิต ARM CPU ที่เป็น 64 บิตกินไฟประมาณ 10W ชื่อว่า Denver (ต่อจาก Stark) ดังนั้นช่วงนี้เราจะเห็นข่าวดังๆอย่าง