ARM, один из крупнейших разработчиков процессоров, радикально меняет политику взаимодействия с производителями электроники. У них появится возможность использовать собственные системы команд для процессоров, что позволит существенно повысить производительность и энергоэффективность изделий на их основе.

Шаг на встречу чипмейкерам

Корпорация ARM, британский разработчик чипов одноименной архитектуры, позволит производителям электроники использовать собственные наборы команд (custom instructions) в своих процессорах. Об этом сообщил ресурс Androidauthority.

В компании считают, что такой шаг поможет создавать более производительные и энергоэффективные устройства компактных размеров. В первую очередь это относится к микроконтроллерам, устройствам интернета вещей (IoT, Internet of Things), дополненной и виртуальной реальности (AR/VR). Однако в ARM не исключает, что в будущем процессоры с модифицированной системой команд могут быть использованы также и при производстве смартфонов.

Первым поддержку дополнительных инструкций получит процессор ARM Cortex-M33 на базе архитектуры Armv8-M, используемый при создании IoT-устройств и встроенных систем. Уже в первой половине 2020 г. лицензиаты ARM смогут бесплатно воспользоваться новой функциональностью.

Зачем нужны дополнительные инструкции

Обычно процессор работает, получая команды из памяти устройства и выполняя их (условно) последовательно. Таким образом, чем выше тактовая частота чипа, тем быстрее выполняется некоторая программа. Однако же повышение частоты – это не единственный и далеко не самый оптимальный способ наращивания производительности процессора. Разработчики чипов прибегают к разного рода хитростям для достижения более высокой вычислительной мощи – например, к параллельному (то есть одновременному) выполнению нескольких инструкций.

Чипы ARM достаточно универсальны, поскольку предназначены для широкого спектра устройств разного назначения: от простых IoT-датчиков – до персональных компьютеров. Таким же универсальным является и стандартный набор команд этих чипов. Если же чип разрабатывается для устройства, предназначенного решать достаточно узкий круг задач, особая система команд может оказаться как нельзя кстати. Например, графические процессоры (GPU) по тактовой частоте и числу транзисторов могут уступать обычным (CPU), но за счет иной системы команд со своей задачей – обработкой изображения – они все равно справляются лучше.

Как отмечает Androidauthority, к добавлению собственных команд разработчики электроники прибегали и ранее, однако для обеспечения правильной работы устройств на основе модифицированных чипов требуется сложная интеграция железа и программных компонентов, специальные компиляторы и инструменты для отладки.

ARM же стремится сделать процесс понятным и простым для разработчиков, оставляя при этом неизменным набор стандартных команд. Компания обещает, что компиляторы и отладчики будут поддерживать новую функциональность "из коробки".

Несколько слов об ARM

ARM (Advanced RISC Machines) – один из крупнейших производителей, разработчиков и лицензиаров одноименной RISC-архитектуры, ориентированных на использование преимущественно в портативных и мобильных устройствах.

Бизнес компании – продажа лицензий на производство ARM-ядер. Владельцы лицензий получают от компании полное описание аппаратной части ядра, а также набор средств разработки ПО и право продавать произведенные процессоры.

На базе процессоров архитектуры ARM работает большинство производимых в мире смартфонов и планшетов. Собственные ARM-чипы выпускают, например, Apple, Broadcom, Nvidia, Qualcomm и Samsung.

Отечественный процессор Baikal-M компании "Байкал электроникс" и перспективный китайский чип для дата-центров Huawei Kunpeng 920 также лицензированы ARM.