Arm Là Gì? Câu hỏi này thường xuất hiện khi tìm hiểu về điện thoại, máy tính bảng và gần đây là cả máy tính xách tay. Công nghệ ARM đóng vai trò then chốt trong sự phát triển của smartphone và đang dần thay đổi định nghĩa về bộ xử lý trên PC. Bài viết này sẽ giải đáp chi tiết về ARM, đặc điểm, các dòng chip, và sự khác biệt so với các bộ xử lý khác.
ARM là gì? Khái niệm cơ bản
ARM là viết tắt của Advanced RISC Machine (trước đây là Acorn RISC Machine), một bộ xử lý dựa trên kiến trúc RISC (Reduced Instruction Set Computer – Máy tính có tập lệnh đơn giản hóa), được phát triển bởi Arm Holdings.
Arm Holdings không trực tiếp sản xuất chip mà cấp phép kiến trúc cho các đối tác. Các công ty như Nvidia, Samsung, Apple,… mua lại bản quyền và phát triển lõi xử lý ARM, tích hợp vào chipset của mình.
Kiến trúc RISC của ARM yêu cầu ít bóng bán dẫn hơn so với kiến trúc CISC (như x86 trên máy tính cá nhân). Điều này giúp giảm tiêu thụ điện năng, tiết kiệm diện tích, ít tỏa nhiệt và cung cấp hiệu suất vượt trội – lý tưởng cho thiết bị di động.
Đặc điểm nổi bật của kiến trúc ARM
ARM sở hữu những đặc điểm then chốt sau:
- Cấu trúc nạp/lưu trữ
- Tập lệnh trực giao
- Hầu hết lệnh thực hiện trong một chu kỳ đơn
- Hỗ trợ ảo hóa phần cứng
- Thiết kế tiết kiệm điện
Các dòng chip ARM phổ biến
Arm Holdings đã phát triển nhiều loại lõi xử lý:
- Cortex-A: Kiến trúc hiệu năng cao, tập trung vào khả năng tương thích ứng dụng.
- Cortex-R: Dành cho hệ thống nhúng với độ bảo mật và tính sẵn sàng cao.
- Cortex-M: Hệ thống dạng thu nhỏ, phù hợp với không gian hạn chế.
- Ethos-N/U: Bộ xử lý cho ứng dụng học máy và xử lý mạng Neural.
- Neoverse: Lõi xử lý cho máy chủ và trung tâm dữ liệu.
- SecurCore: Vi xử lý cho thẻ thông minh.
Ngoài ra, ARM còn cho phép tùy chỉnh kiến trúc, tạo ra các bộ xử lý độc đáo.
Sự khác biệt giữa ARM và x86
Máy tính để bàn và laptop thường sử dụng CPU x86 của Intel hoặc AMD, tập trung vào hiệu năng tối đa. Ngược lại, ARM hướng đến thiết bị di động, ưu tiên tính di động, tiết kiệm năng lượng và hiệu suất trên mỗi watt.
ARM tận dụng sự đơn giản của tập lệnh RISC để thực hiện mọi việc trên một chip duy nhất. Tập lệnh đơn giản cũng đồng nghĩa với việc mã hóa bằng ít bit hơn, giảm tiêu hao bộ nhớ và thời gian thực thi.
Tương lai của kiến trúc ARM
ARM đã tạo nên cuộc cách mạng trong thế giới di động, mang đến những thiết bị nhỏ gọn, mạnh mẽ và tiết kiệm năng lượng. Sự xuất hiện của ARM trên laptop và máy tính để bàn cho thấy tiềm năng phát triển mạnh mẽ trong tương lai.
Việc Qualcomm phát triển chip SC8280 cạnh tranh với Apple M1 càng khẳng định vị thế ngày càng quan trọng của ARM trong lĩnh vực công nghệ.
Điểm độc đáo của kiến trúc ARM
ARM sử dụng kiến trúc RISC, tập trung vào các chức năng thường xuyên sử dụng và gán chúng lên phần cứng. Điều này giúp đơn giản hóa thiết kế và tối ưu hóa hiệu suất trên các tập hợp lõi nhỏ.
