RISC vs. RISC-V vs. ARM: Qual é a diferença?

O processador é o cérebro de qualquer computador e está em regular evolução para melhorar a eficiência. O design de um processador determina quantas instruções ele pode executar e com que rapidez e eficiência ele pode executá-las. RISC, RISC-V e ARM são termos usados ​​em design de processador para denotar um tipo de processador usando um tipo específico de arquitetura de conjunto de instruções (ISA).

Embora não sejam comumente usados ​​em computadores convencionais, esses processadores alimentam smartphones, microcontroladores, computadores de placa única e todos os tipos de dispositivos IoT. Continue lendo para saber mais sobre eles e suas diferenças.

Explicando a Arquitetura do Conjunto de Instruções e o RISC

Pode ser difícil entender a diferença entre RISC, RISC-V e ARM se você não souber uma vez que as CPUs funcionam e executam o código. Portanto, antes de começarmos a confrontar os termos, vamos primeiro falar sobre a arquitetura do conjunto de instruções e uma vez que ela difere do que o processador normal do seu computador usa.

Seja um microprocessador, um microcomputador ou um computador desktop generalidade, todos os seus processadores usam uma arquitetura de conjunto de instruções (ISA). Um ISA é a segmento do processador que contém todas as instruções básicas que um processador pode executar. Essas instruções são os blocos de construção de um programa de computador. Eles geralmente não são mais complexos do que sua soma e subtração básicas.

Em universal, existem dois tipos de ISA circulando no mercado. São as arquiteturas RISC e CISC. RISC significa Computador de Conjunto de Instruções Reduzido, enquanto CISC significa Computador de Conjunto de Instruções Multíplice. Ambas as arquiteturas são predominantes hoje, com x86 (processadores Intel e AMD) sendo o principal processador utilizando CISC e ARM (processadores Qualcomm e MediaTek) uma vez que a arquitetura RISC mais popular.

Basicamente, RISC é uma arquitetura de computador projetada e otimizada para usar menos instruções do que suas contrapartes CISC. Essas poucas instruções e outras tecnologias de otimização usadas na arquitetura RISC permitem que esses tipos de processadores usem menos vontade, tornando-os ideais para smartphones, câmeras, smartwatches e todos os tipos de dispositivos IoT.

O que é ARM?

Estabelecemos que os processadores ARM são algumas das principais arquiteturas RISC do mercado. Logo, o que exatamente é ARM e por que eles são os processadores RISC mais populares?

Antes do RISC-V (sobre o qual falaremos em breve), os processadores baseados em ARM eram a única opção para quem queria erigir um resultado eletrônico usando seus próprios processadores personalizados.

A Arm (com a letra minúscula “rm”) Ltd. é uma empresa que projeta e licencia chips para vários fabricantes de hardware, uma vez que Apple, MediaTek, Qualcomm e empresas menores uma vez que PINE64. Eles usam seu próprio ARM ISA de código fechado para projetar microprocessadores altamente eficientes e sistema em um chip (SoC). Todos os designs feitos pela Arm são conhecidos uma vez que processadores Advanced RISC Machine ou simplesmente processadores ARM (todos em maiúsculas).

Além de ser uma das primeiras empresas a vender e fazer designs de chips personalizados, a Arm conseguiu ser o designer de chips RISC dominante por culpa de suas inovações contínuas com os designs de processadores ARM ISA e ARM.

Muito parecido com o APU da AMD, que combina CPU e GPU em um die, os processadores ARM são conhecidos por combinar CPU, GPU, memória, DSP e vários modems em um die ou chip – isso é chamado de System on a Chip (SoC). Essa estreita integração de vários módulos permitiu que os processadores ARM fossem rápidos e eficientes.

O que é RISC-V?

O RISC-V é um ISA de padrão cândido desenvolvido na Universidade da Califórnia, Berkeley. Leste ISA não introduz nenhuma tecnologia novidade no mercado, mas muitos especulam que é o porvir dos processadores baseados em RISC. Logo por que é?

O RISC-V ganhou atenção de empresas uma vez que Amazon, Google, Qualcomm, Intel, Rockchip, SiFive, Sony, ZTE e Western Do dedo. Isso ocorre porque o RISC-V é um ISA de padrão cândido. A RISC-V International (uma associação sem fins lucrativos para RISC-V) permite que qualquer pessoa use o RISC-V ISA em seus processadores sem remunerar uma taxa.

A grande vantagem do RISC-V é sua capacidade de expandir o conjunto de instruções com base em quaisquer processos que seu chip precise para um determinado resultado. O RISC-V só começa com um conjunto de instruções imprescindível de 47 instruções. Essas instruções incluem todas as funcionalidades básicas que um chip precisa para funcionar e realizar tarefas básicas.

Os designers serão livres para escolher quais instruções aditar ao conjunto de instruções imprescindível para fornecer ao chip todas as funcionalidades de que ele precisa, sem nenhuma funcionalidade extra de inchaço que ele não usaria.

Embora o RISC-V ainda seja um ISA relativamente novo, seu potencial para fornecer chips especializados econômicos e altamente eficientes para várias aplicações é o que o torna um ISA privativo.

ARM ou RISC V? Qual é melhor?

ARM e RISC-V são ISAs que seguem a filosofia de design RISC, logo qual é melhor?

Para confrontar, cá está a confrontação de desempenho entre o processador P670 da SiFive e o processador Cortex-A78 da Arm:

Uma vez que você pode ver na ilustração, o Cortex-A78 está um pouco adiante do P670 em relação ao desempenho sumo de thread único. Embora o Cortex-A78 ganhe em desempenho bruto, o P670 vinco a densidade de computação do Cortex-A78. Isso significa que o processador P670 da SiFive oferece desempenho de thread único de pico comparável ao Cortex-A78, que é o duplo do tamanho físico do P670.

Nesta confrontação, o processador P670 da SiFive vence o Cortex-A78 da Arm por oferecer desempenho de thread único comparável na metade do tamanho. No entanto, você também deve observar que o Cortex-A78 foi lançado em dezembro de 2020 através do Vivo X60 e X60 Pro, enquanto o P670 foi anunciado unicamente em primeiro de novembro de 2022.

Isso representa uma diferença de murado de dois anos em termos de pesquisa e desenvolvimento. Os processadores mais recentes da Arm agora rodam no ARMv9 ISA, melhorando significativamente o ARMv8 que o Cortex-A78 usa. Para colocar isso em perspectiva, os processadores ARMv9 mais recentes oferecem desempenho murado de 30% maior e são 50% mais eficientes em termos de vontade.

Portanto, em termos de desempenho bruto, os processadores ARM ainda estão na liderança. Mas com o P670 da SiFive fornecendo o duplo da densidade de computação do Cortex-A78, os processadores RISC-V parecem ter uma vantagem sobre os processadores ARM em relação às tecnologias vestíveis que se beneficiam muito do uso de processadores de tamanho menor.

RISC, RISC-V e ARM são diferentes arquiteturas de conjuntos de instruções

Em resumo, RISC é uma filosofia de design que usa menos instruções do que você encontraria em um processador de desktop generalidade uma vez que o x86. Ter instruções mais curtas e com menos instruções permite que os processadores RISC sejam altamente eficientes em termos de vontade.

ARM é um ISA de código fechado fundamentado em RISC que é licenciado para empresas para seus processadores e SoCs. O ARM ISA permite que a Arm projete processadores RISC de cume desempenho uma vez que os chips M1 da Apple. Por outro lado, o RISC-V é um ISA de padrão cândido fundamentado em RISC que qualquer pessoa pode usar para projetar seus próprios chips sem remunerar taxas de licença. Sua natureza de código cândido permite que o RISC-V ISA seja modificado e expandido para fazer chips especializados para tarefas específicas.

Embora possa não parecer tão importante, essa competição contínua entre ARM e RISC-V certamente beneficiará todos os consumidores, principalmente quando se trata de dispositivos IoT, microcontroladores, computadores de placa única e dispositivos portáteis, uma vez que smartphones e tablets. E quem sabe, com os chips M1 da Apple uma vez que prova, os processadores baseados em RISC podem realmente competir com os processadores x86 mais cedo do que o esperado.