आरआईएससी बनाम। आरआईएससी-वी बनाम। एआरएम: क्या अंतर है?

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प्रोसेसर किसी भी कंप्यूटर का दिमाग है, और यह दक्षता में सुधार के लिए लगातार विकसित हो रहा है। एक प्रोसेसर का डिज़ाइन निर्धारित करता है कि यह कितने निर्देश कर सकता है और कितनी तेजी से और कुशलता से उन्हें कर सकता है। आरआईएससी, आरआईएससी-वी, और एआरएम एक विशिष्ट प्रकार के इंस्ट्रक्शन सेट आर्किटेक्चर (आईएसए) का उपयोग करके एक प्रकार के प्रोसेसर को निरूपित करने के लिए प्रोसेसर डिज़ाइन में उपयोग किए जाने वाले शब्द हैं।

हालांकि आमतौर पर मुख्यधारा के कंप्यूटरों में उपयोग नहीं किया जाता है, ये प्रोसेसर स्मार्टफोन, माइक्रोकंट्रोलर, सिंगल-बोर्ड कंप्यूटर और सभी प्रकार के IoT उपकरणों को शक्ति प्रदान करते हैं। उनके और उनके अंतरों के बारे में अधिक जानने के लिए आगे पढ़ें।

इंस्ट्रक्शन सेट आर्किटेक्चर और आरआईएससी की व्याख्या करना

यदि आप नहीं जानते हैं तो RISC, RISC-V और ARM के बीच के अंतर को समझना कठिन हो सकता है सीपीयू कैसे काम करता है और कोड को निष्पादित करता है. इसलिए, इससे पहले कि हम शर्तों की तुलना करना शुरू करें, पहले हम निर्देश सेट आर्किटेक्चर के बारे में बात करते हैं और यह आपके नियमित कंप्यूटर प्रोसेसर द्वारा उपयोग किए जाने वाले से अलग कैसे है।

चाहे वह एक माइक्रोप्रोसेसर हो, एक माइक्रो कंप्यूटर, या एक नियमित डेस्कटॉप कंप्यूटर, उनके प्रोसेसर सभी एक इंस्ट्रक्शन सेट आर्किटेक्चर (आईएसए) का उपयोग करते हैं। ISA प्रोसेसर का वह भाग होता है जिसमें वे सभी मूलभूत निर्देश होते हैं जिन्हें एक प्रोसेसर निष्पादित कर सकता है। ये निर्देश एक कंप्यूटर प्रोग्राम के बिल्डिंग ब्लॉक्स हैं। वे आमतौर पर आपके मूल जोड़ और घटाव से अधिक जटिल नहीं होते हैं।

सामान्य तौर पर, बाजार में दो प्रकार के आईएसए परिचालित होते हैं। वे आरआईएससी और सीआईएससी आर्किटेक्चर हैं। RISC का मतलब रिड्यूस्ड इंस्ट्रक्शन सेट कंप्यूटर है, जबकि CISC का मतलब कॉम्प्लेक्स इंस्ट्रक्शन सेट कंप्यूटर है। दोनों आर्किटेक्चर आज प्रचलित हैं, जिसमें x86 (इंटेल और एएमडी प्रोसेसर) सबसे लोकप्रिय आरआईएससी आर्किटेक्चर के रूप में सीआईएससी और एआरएम (क्वालकॉम और मीडियाटेक प्रोसेसर) का उपयोग करने वाले शीर्ष प्रोसेसर हैं।

मूल रूप से, RISC एक कंप्यूटर आर्किटेक्चर है जिसे इसके CISC समकक्षों की तुलना में कम निर्देशों का उपयोग करने के लिए डिज़ाइन और अनुकूलित किया गया है। ये कम निर्देश और आरआईएससी आर्किटेक्चर में उपयोग की जाने वाली अन्य अनुकूलन तकनीक इस प्रकार की अनुमति देती है प्रोसेसर कम शक्ति का उपयोग करते हैं, जिससे वे स्मार्टफोन, कैमरा, स्मार्टवॉच और सभी प्रकार के IoT के लिए आदर्श बन जाते हैं उपकरण।

एआरएम क्या है?

हमने स्थापित किया है कि एआरएम प्रोसेसर बाजार में शीर्ष आरआईएससी आर्किटेक्चर में से कुछ हैं। तो, एआरएम वास्तव में क्या है, और वे सबसे लोकप्रिय आरआईएससी प्रोसेसर क्यों हैं?

आरआईएससी-वी (जिसके बारे में हम जल्द ही बात करेंगे) से पहले, एआरएम-आधारित प्रोसेसर किसी भी व्यक्ति के लिए एकमात्र विकल्प था जो अपने स्वयं के कस्टम प्रोसेसर का उपयोग करके इलेक्ट्रॉनिक उत्पाद बनाना चाहता था।

शाखा (लोअरकेस "आरएम" के साथ) लिमिटेड। एक ऐसी कंपनी है जो विभिन्न हार्डवेयर निर्माताओं, जैसे Apple, MediaTek, Qualcomm, और PINE64 जैसी छोटी कंपनियों के लिए चिप्स डिजाइन और लाइसेंस देती है। वे अत्यधिक कुशल माइक्रोप्रोसेसर और सिस्टम-ऑन-ए-चिप (एसओसी) डिजाइन करने के लिए अपने स्वयं के बंद-स्रोत एआरएम आईएसए का उपयोग करते हैं। आर्म द्वारा बनाए गए सभी डिजाइनों को उन्नत आरआईएससी मशीन प्रोसेसर या केवल एआरएम (सभी अपर केस) प्रोसेसर के रूप में जाना जाता है।

चिप डिजाइनों को बेचने और कस्टम बनाने वाली पहली कंपनियों में से एक होने के अलावा, आर्म कंपनी बनने में कामयाब रही है एआरएम आईएसए और एआरएम प्रोसेसर के साथ अपने निरंतर नवाचारों के कारण प्रमुख आरआईएससी चिप डिजाइनर डिजाइन।

एएमडी के एपीयू की तरह, जो सीपीयू और जीपीयू को एक डाई में जोड़ता है, एआरएम प्रोसेसर सीपीयू, जीपीयू, मेमोरी, डीएसपी, और विभिन्न मोडेम को एक डाई या चिप में संयोजित करने के लिए जाना जाता है - इसे कहा जाता है चिप पर सिस्टम (एसओसी). कई मॉड्यूल के इस घनिष्ठ एकीकरण ने एआरएम प्रोसेसर को तेज और कुशल बनाने की अनुमति दी है।

आरआईएससी-वी क्या है?

आरआईएससी-वी कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, बर्कले में विकसित एक खुला मानक आईएसए है। यह आईएसए बाजार में कोई नई तकनीक पेश नहीं करता है, फिर भी कई अनुमान लगाते हैं कि यह आरआईएससी-आधारित प्रोसेसर का भविष्य है। तो ऐसा क्यों है?

RISC-V ने Amazon, Google, Qualcomm, Intel, Rockchip, SiFive, Sony, ZTE, और Western Digital जैसी कंपनियों का ध्यान आकर्षित किया है। ऐसा इसलिए है क्योंकि आरआईएससी-वी एक ओपन-स्टैंडर्ड आईएसए है। आरआईएससी-वी इंटरनेशनल (आरआईएससी-वी के लिए एक गैर-लाभकारी संगठन) किसी को भी शुल्क का भुगतान किए बिना अपने प्रोसेसर पर आरआईएससी-वी आईएसए का उपयोग करने की अनुमति देता है।

आरआईएससी-वी के बारे में अच्छी बात यह है कि किसी दिए गए उत्पाद के लिए आपकी चिप को जो भी प्रक्रियाओं की आवश्यकता होगी, उसके आधार पर निर्देश सेट का विस्तार करने की इसकी क्षमता है। आरआईएससी-वी केवल 47 निर्देशों के आधार निर्देश सेट से शुरू होता है। इन निर्देशों में वे सभी बुनियादी कार्यात्मकताएं शामिल हैं जिनकी एक चिप को काम करने और बुनियादी कार्यों को करने के लिए आवश्यकता होती है।

इसके बाद डिज़ाइनर यह चुनने के लिए स्वतंत्र होंगे कि चिप को बिना किसी अतिरिक्त ब्लोट कार्यात्मकता के आवश्यक सभी कार्यात्मकताओं को देने के लिए बेस इंस्ट्रक्शन सेट में कौन से निर्देश जोड़ने हैं।

हालांकि आरआईएससी-वी अभी भी एक अपेक्षाकृत नया आईएसए है, विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए लागत प्रभावी और अत्यधिक कुशल विशेष चिप्स प्रदान करने की इसकी क्षमता इसे एक विशेष आईएसए बनाती है।

एआरएम या आरआईएससी वी? कौन सा बहतर है?

एआरएम और आरआईएससी-वी आईएसए हैं जो आरआईएससी डिजाइन दर्शन का पालन करते हैं, तो कौन सा बेहतर है?

तुलना करने के लिए, यहाँ SiFive के P670 प्रोसेसर बनाम प्रदर्शन की तुलना की गई है। आर्म का कॉर्टेक्स-ए78 प्रोसेसर:

जैसा कि आप उदाहरण में देख सकते हैं, शीर्ष सिंगल-थ्रेड प्रदर्शन के मामले में कॉर्टेक्स-ए78 P670 से थोड़ा आगे है। हालांकि Cortex-A78 कच्चे प्रदर्शन में जीतता है, P670 Cortex-A78 की गणना घनत्व को दोगुना करता है। इसका मतलब यह है कि SiFive का P670 प्रोसेसर Cortex-A78 की तुलना में तुलनीय शिखर सिंगल-थ्रेड प्रदर्शन प्रदान करता है, जो P670 के भौतिक आकार का दोगुना है।

इस तुलना में, SiFive का P670 प्रोसेसर आधे आकार में तुलनीय सिंगल-थ्रेड प्रदर्शन देने के लिए Arm के Cortex-A78 पर जीत हासिल करता है। हालाँकि, आपको यह भी ध्यान देना चाहिए कि Cortex-A78 को दिसंबर 2020 में Vivo X60 और X60 Pro के माध्यम से जारी किया गया था, जबकि P670 की घोषणा अभी नवंबर 2022 की पहली तारीख को की गई थी।

अनुसंधान और विकास के मामले में यह लगभग दो साल का अंतर है। आर्म के नवीनतम प्रोसेसर अब ARMv9 ISA पर चलते हैं, जो ARMv8 में काफी सुधार करते हैं जिसका उपयोग Cortex-A78 करता है। इसे परिप्रेक्ष्य में रखने के लिए, नवीनतम ARMv9 प्रोसेसर लगभग 30% उच्च प्रदर्शन प्रदान करते हैं और 50% अधिक ऊर्जा कुशल हैं।

इसलिए, कच्चे प्रदर्शन के मामले में, एआरएम प्रोसेसर अभी भी अग्रणी हैं। लेकिन SiFive के P670 के साथ Cortex-A78 की तुलना में दुगना कंप्यूट डेंसिटी प्रदान करने के साथ, RISC-V प्रोसेसर में ऐसा लगता है पहनने योग्य प्रौद्योगिकियों के संबंध में एआरएम प्रोसेसर पर लाभ जो छोटे आकार के उपयोग से बहुत लाभान्वित होते हैं प्रोसेसर।

RISC, RISC-V और ARM अलग-अलग इंस्ट्रक्शन सेट आर्किटेक्चर हैं

संक्षेप में, आरआईएससी एक डिजाइन दर्शन है जो x86 जैसे नियमित डेस्कटॉप प्रोसेसर पर आपको मिलने वाले निर्देशों की तुलना में कम निर्देशों का उपयोग करता है। छोटे और कम निर्देश होने से RISC प्रोसेसर अत्यधिक शक्ति कुशल हो सकते हैं।

ARM, RISC पर आधारित एक बंद-स्रोत ISA है जिसे कंपनियों को उनके प्रोसेसर और SoCs के लिए लाइसेंस दिया जाता है। ARM ISA, Arm को Apple के M1 चिप्स जैसे उच्च-प्रदर्शन RISC प्रोसेसर डिज़ाइन करने की अनुमति देता है। दूसरी ओर, RISC-V, RISC पर आधारित एक ओपन-स्टैंडर्ड ISA है जिसका उपयोग कोई भी लाइसेंस शुल्क का भुगतान किए बिना अपने चिप्स को डिजाइन करने के लिए कर सकता है। इसकी ओपन-सोर्स प्रकृति आरआईएससी-वी आईएसए को विशिष्ट कार्यों के लिए विशेष चिप्स बनाने के लिए और संशोधित और विस्तारित करने की अनुमति देती है।

हालांकि यह इतना महत्वपूर्ण प्रतीत नहीं हो सकता है, एआरएम और आरआईएससी-वी के बीच चल रही इस प्रतियोगिता से निश्चित रूप से सभी उपभोक्ताओं को लाभ होगा, खासकर जब यह IoT डिवाइस, माइक्रोकंट्रोलर, सिंगल-बोर्ड कंप्यूटर और हैंडहेल्ड डिवाइस जैसे स्मार्टफोन और टैबलेट की बात आती है। और कौन जानता है, प्रमाण के रूप में Apple के M1 चिप्स के साथ, RISC- आधारित प्रोसेसर वास्तव में उम्मीद से पहले ही x86 प्रोसेसर के साथ प्रतिस्पर्धा कर सकते हैं।