برق و الکترونیکتکنولوژیکامپیوتر و IT و اینترنتمهندسی مخابرات

پاورپوینت جامع ارائه پردازنده‌ های ARM

این پاورپوینت حرفه‌ای شامل معرفی و تاریخچه پردازنده‌ های ARM، معماری SoC، تفاوت‌ها با x86، مزایا و معایب، مصرف انرژی کم، کارایی بالا، تولید گرمای کمتر، انعطاف‌پذیری بالا و تقاضای بازار است. مناسب برای ارائه در جلسات کاری و کنفرانس‌ها. همراه با تصاویر جذاب برای توضیح بهتر مفاهیم.

محمد مهدی عظیم زاده طهرانی

صفحه 1:
eS 7 © © ARM ‏یرد زنده های‎ & © © 9 ‏از‎ 0 a محمد مهدی عظیم زاده طهرانی استاد مربوطه فر جناب آقای مهندس جنتی

صفحه 2:
معرفی ۸۸۲۲۷ ‎aS ARM Holdings‏ بیشتر به عنولن۸6۸ شناخته ‏مشود ی ک‌شرکنچندملیتیدر زمینه طراحینیمه‌هادعها ‏و ارلثه دهنده مجوز‌هایف ناور عهایپ_یشرفته پردازش‌است لین‌شرکتتر سا(1990 در کمبریج, لنگلستانتاسیس ‎arm rw‏ معمارعپ ردازنده خود را ميفروشدتا ‏شرک‌های‌دیگر بتولنند آنها را در محصولاتشان‌قرار دهند. ‎ ‏امروز, 2۳00 به عنوان یکی از برجسته‌ترین و تاثیرگذارترین شرکت‌ها در صنعت فناوری شناخته می‌شود(در ادامه به علت این ‎Leal‏ پرداخته میشود). پردازنده‌های 3۲80 به دلیل استفاده از معماری 506 و در نتيجه مصرف پایین انرژٍی: کارایی بالا و سازگاری گسترده, در طيف وسيعى از کاربردها از دستگاه‌های قابل حمل تا کامپیوتر های قابل 2 2 حمل استفاده.می‌شوند: ‎ ‎ ‎

صفحه 3:
معرفی ۸۲۷ با گذشت زمان, ‎۸8۱٩‏ به یک شرکت برجسته جهانی در زمینه طراحی ریزپردازنده‌ه | تبدیل شد. پردازنده‌های طراحی شده توسط ۸8 در بسیاری از دستگاه‌های موبایل, تلویزیون‌های هوشمند, تبلت‌ها, و دستگاه‌های اینترنت اشیاء (۱۵۲) به کار گرفته شدند. به موجب این موفقیت‌ها, ۸8۱ به یکی از 100 شرکت برتر از نظر ارزش در بین شرکت‌های فناوری جهان تبدیل شد. Arm Holdings Market Cap Market Cap Enterprise Value 1-Year Change 152.618 150.518 105.74% Category Stock Price Large-Cap $145.20

صفحه 4:
سیستم روی یک چیپ ‎L (System on Chip)‏ به اختصار 6 یک مدار مجتمع (۱) است که شامل تمامی قطعات مورد نیاز برای یک سیستم الکترونیکی می‌باشد. به عبارت دیگر, معماری 506 تمامی اجزای اصلی یک سیستم کامپیوتری, از جمله پردازنده مرکزی, پردازنده گراقیکی, حافظه, و اتصالات جانبی را در یک تراشه واحد ترکیب می‌کند. توضیحات تکمیلی در اسلاید بعد.

صفحه 5:
تفاوت 900 با 86 سنتی تسس 566 ها نه كومافط راع يشو و اند كو همه لمن بر تيا .286 دز معماوو86): سعورايع::اجزا معفولاً يه ضور تجداكانة واه ود رسد یانب -< و ‎te‏ مسوم براىمثا.ل0ا66 ,نامع ‎yeas‏ ‏ند یک ردستگاه‌هاعاس تفانه‌کننده از 506 ؟ وچی_ر و | تسراشه‌هایمجزا هس‌تند و اب نیاع مشود سخلفزارهای يل 5 توت ?| لستفاده‌کننده از 86 ت گت ه پبجندهت باشند. 00 VO tes sees ‏اج‎ ‏رح‎ bet mes ei Wit ‏لو | اوه | مسمس‎ | ple. 5 ca 7 9 pao ae See 5-8 بسیاری از 506 ها مبتتی بر معماری ۸8۸۸ هستند, كه به دليل طراحى كممصرف و كارايى ‎sly YL‏ استفاده در سيستمهاى موبايل و دستگاه‌های متصل به اینترنت ایدهآل هستند. در مقابل, پردازنده‌های ۲86 توسط شركتهايى مانند 1066 و ۸۸۸۵ طراحی می‌شوند و همچنان در رایانه‌های رومیزی و سرورها حاکم هستند ولی در ارادمه اشاره میکنیم که چطور با افزایش کارایی قابل توجه در حال ورود به پردازنده های رومیزی نیز هستند. 1

صفحه 6:
ARM oly Lats SE تکنولوژی هميشه به دنبال کارآمدی بیشتر و کاهش مصرف انرژی بوده است. این روند به خصوص در دنیای امروز که دستگاه‌های قابل حمل و مصرف انرژی پایین از اهمیت بالایی برخوردارند. مشهود است. پردازنده‌های ۸۱ به دلیل معماری ‎(Reduced Instruction Set Computing)‏ 8۱5 خود, طراحی ساده‌تری دارند که باعث کاهش مصرف انرژی می‌شود. این ویژگی‌ها به ویژه در دستگاه‌هایی که نیاز به باتری‌های طولانی‌مدت دارند, مانند تلفن‌های همراه و تبلت‌ها, بسیار مهم است. نقش بازار موبایل و ابزارهای قابل حمل در تقاضا بازار موبایل و دستگاه‌های قابل حمل یکی از بزرگترین عوامل ایجاد تقاضا برای پردازنده‌های ۵8 بوده است. قابلیت اتصال همزمان و بلا محدودیت به اینترنت, نیاز به پردازنده‌های کارآمد و کم‌مصرف را افزایش داده است. با ظهور اسمارت‌فون‌ها و تبلت‌هاء نیاز به پردازنده‌هایی که بتوانند عملکرد قوی ارائه دهند و در عین حال انرژی کمتری مصرف کنند, بیشتر شد. همچنین, دستگاه‌های اینترنت اشیاء (۱07) و ابزارهای هوشمند خانگی نیز به پردازنده‌هایی نیاز دارند که بتوانند وظایف مختلف را با کمترین مصرف انرژی انجام دهند.

صفحه 7:
ARM ‏مزایای‎ 4 اه

صفحه 8:
مصرف انرژی پایین یکی از بزرگترین مزایای معماری ۸۱۸ مصرف پایین انرئٍی است. این ویژگی باعث می‌شود تا پردازنده‌های ۸ انتخاب ایده‌آلی برای دستگاه‌های قابل حمل مانند تلفن‌های هوشمند, تبلت‌ها و دستگاه‌های اینترنت اشیاء (۱0۲) باشند. کمتر شدن مصرف انرژی به معنای افزایش عمر باتری و کارکرد طولانی‌تر دستگاه‌ها است. در اینجا یک نمونه مقایسه مصرف انرٍی یک پردازنده ۸۸ را با یک پردازنده اینتلی بالا رده با بازدهی یکسان در عملکرد مقایسه : ‏شده‎ ‎CPU performance vs. power M3 Arm bated Chip : ‏به طور میانگین‎ Intel i7 13th ‏وات‎ Arm :5 195 2686 : 15 - 0 ولت Relative performance

صفحه 9:
كارايى بالا كارايى بالا پردازنده‌های ۸8۸۸ با وجود مصرف پایین انرژٍی, کارایی بسیار بالایی دارند. اين پردازنده‌ها به خوبی می‌توانند وظایف پیچیده‌ای مانند پردازش گرافیکی, یادگیری ماشینی و حتی اجرای بازی‌های سنگین را انجام دهند. در ابتدا پردازنده های ۸۲6۱ صرفا برای استفاده در دستگاه های قابل حمل با کارایی کم مثل گوشی و ساعت هوشمد استاده ميشد, ولی در سال های اخیر با معرفی مدل های جدید با 6 بالاتر تفاوت بین اين سری با پردازنده های سیستم های رومیزی به طرز چشم گیری ‎A ae‏ بيدا كرد ‎3DMark GPU Testi (FPS)‏

صفحه 10:
napDragon X Elite vs i7 13800H eee :-:::9 Best-in-Class CPU ۱ ‏سس ایس‎ oy سس 1 تسوا 0 1 29۲6۵۵۵۵۵ ۵ 3 competition at ISO 1 on 1 2 0 00 2 1 ated Peel 3 3 20 3 3 Ey 0 70 0 0 00 |

صفحه 11:
تولید گرمای کمتر پردازنده‌های ۸8۱۸ به دلیل معماری ۱56 و طراحی بهینه‌ای که دارند. معمولاً حرارت کمتری تولید می‌کنند. میانگین دمای کاری این پردازنده‌ها معمولاً در حدود 30 تا 40 درجه سانتی‌گراد است. که بسیار کمتر از دمای پردازنده‌های 786 است. 1 به علت تولید حرارت کمتر: بسیاری از پردازنده‌های ۸۸۸ نیازی به فن برای خنک نگه داشتن خود ندارند. این موضوع باعث کاهش سروصدای دستگاه و نیز کاهش مصرف انرژی مرتبط با خنک‌سازی و طول باتری بیشتر می‌شود. 2 بعلاوه بی نیاز بودن به فن و هیت‌سینک‌های پیچیده. هزینه‌های تولید دستگاه را کاهش می‌دهد. 3 پردازنده‌هایی که کمتر گرم می‌شوند؛ احتمال خرابی کمتری دارند و در نتيجه دستگاه‌ها اعتمادپذیری بیشتری دارند.

صفحه 12:
انعطاف پذیری و تطبیق پذیری بالا ‎SY‏ بت دنه های ۸ به دلیل بهره‌وری بالا, انعطاف‌پذیری, و طراحی بهینه, دنیای فناوری را تحت ثیر قرار داده و به یکی از محبوب‌ترین انتخاب‌ها برای دستگاه‌های مختلف تبدیل شده‌اند. ‎eae‏ و تطبیق‌پذیری بالای این پردازنده‌های کم‌مصرف, باعت شده تا در طیف وسیعی از کاربردها از جمله لوازم خانگی هوشمند و گجت‌های پوشیدنی نقش کلیدی ایفا کنند. این انعطاف بالا امکان استفاده از پردازنده‌های ۸8۸۸ در دستگاه‌های کوچک با محدودیت‌های فیزیکی و انرژی را فراهم می‌کند. به عنوان نمونه, اگر پردازنده‌های ۸8۸ و توانایی سفارشی‌سازی آنها وجود نداشت. بسیاری از لوازم خانگی هوشمند که امروزه به طور گسترده در خانه‌ها استفاده می‌شوند, هرگز به چنین سطحی از کارآیی و هوشمندی نمی‌رسیدند. 1.یخچال‌های هوشمند. 2.ماشین‌های لباسشویی" متصل به اینترنت و 3.سیستم‌های گرمایش و سرمایش خانگی پیشرفته همگی از مزایای اين پردازنده‌ها بهره می‌برند. ‎Google TV‏

صفحه 13:
معایب فناوری /۸۹۱ تسس 1 نرم‌افزارهای محدودتر با اینکه اکوسیستم نرم‌افزاری ۸6۸۷ در حال رشد است, اما هنوز هم بسیاری از نرم‌افزارهای حرفه‌ای و تخصصی برای معماری 686 طراحی شده‌اند و به خوبی روی ۸8۸۸ اجرا نمی‌شوند. این مسئله می‌تواند محدودیت‌هایی در دستگاه های رو میزی و یا نوت بوک ها برای کاربران حرفه‌ای ایجاد کند. با قد أن كفت فناوری ۸۲۳0 تابا آن در جامعه نرم افزاری میباشد که به حال توسعه است. وس با رین مبتمان کفت کین عيب فناورع ١0م‏ نابالغ بودن ان در جامعه نرم افزارى ميباشد كه به مرور درحال تو بسیاری از برنامه‌ها و بازی‌های قدیمی که براى معمارى 86 طراحی شده‌اند. هفوز به معمارى ۸ منتقل نشده‌اند. اين موضوع ممکن است باعث مشکلاتی در اجرای صحیح آن‌ها روی دستگاه‌های مجهز به ۸8۸۸ شود.

صفحه 14:
با تشكم فراوان از توجه نما eres eS w rane te

پردازنده های ARM محمد مهدی عظیم زاده طهرانی استاد مربوطه جناب آقای مهندس جنتی فر معریف ARM ،ARM Holdingsک ه ب یشت ر ب ه عنوان ARMش ناخت ه ‌ه ا ‌ش ود ،ی کش رک تچندملیت یدر زمین ه ط راح ین یمه‌هادی می ت ‌هایپ یشرفته پ ردازشاس . و ارائه دهنده م جوزهایف ناوری ای نش رک تدر س ا ل 1990در ک م بریج ،انگلس تانت اس یس ش دarm . م عماریپ ردازنده خود را میفروش د ت ا ‌هایدیگر ب توانند آنها را در م حصوالتشانق رار دهند. ش رکت امروز arm ،به عنوان یکی از برجسته‌ترین و تاثیرگذارترین شرکت‌ه ا در ص نعت فناوری شناخت ه می‌شود(در ادام ه به علت این ادعا پرداخته میشود) .پردازنده‌های armبه دلیل استفاده از معماری SoCو در نتیجه مصرف پایین انرژی، کارای ی باال و س ازگاری گس ترده ،در طی ف وس یعی از 2 کاربرده ا از دس تگاه‌های قاب ل حم ل ت ا کامپیوت ر های قابل حمل استفاده می‌شوند. © معریف ARM ب ا گذش ت زمان ARM ،ب ه ی ک شرک ت برجس ته جهان ی در زمین ه طراح ی ریزپردازنده‌ه ا تبدی ل شد .پردازنده‌های طراح ی شده توس ط ARMدر بس یاری از دس تگاه‌های موبای ل ،تلویزیون‌های هوشمن د ،تبلت‌ه ا ،و دس تگاه‌های اینترن ت اشیاء ( )IoTب ه کار گرفت ه شدند .ب ه موج ب ای ن موفقیت‌ه ا ARM ،ب ه یک ی از 100شرک ت برت ر از نظر ارزش در بین شرکت‌های فناوری جهان تبدیل شد. 3 SOCچیست؟ سیستم روی یک چیپ ( ،)System on Chipیا به اختصار ،SoCیک مدار مجتمع ( )ICاست که شامل تمامی قطعات مورد نیاز برای یک سیستم الکترونیکی می‌باشد. ب ه عبارت دیگ ر ،معماری SOCتمام ی اجزای اص لی ی ک س یستم کامپیوتری ،از جمل ه پردازنده مرکزی ،پردازنده گرافیک ی ،حافظ ه ،و اتص االت جانب ی را در ی ک تراش ه واح د ترکیب می‌کند .توضیحات تکمیلی در اسالید بعد. 4 تفاوت SOCبا x86سنتی :SoCه ا ب ه گ ونه‌ایط راح یش ده‌ان د ک ه هم ه اجزا در ی ک ‌ش ود ک ه ت راش ه واح د ت رکی بش ده‌اند .ای نزبانط راح یب اعثم ی وچک ‌ت اندازه ف یزیک یدس تگاه‌هایاس تفاد ه‌ک ننده از SoCک رو اریک ر ب اشد. ‌ت ب :x86در م عماری x86س نتیرایج ،اجزا م عموال ً ب ه ص ورتجداگانه ‌ش وند .ب رایم ثا ،ل CPU، GPUو حافظ ه در ط راح یو ت ولی د م ی ت راش ه‌هایم جزا هس تند و ای نب اع ‌ش ود س ثم ی ‌افزارهای خت زرگ ر و پ یچیده‌ت ر ب اشند. ‌ت استفاد ه‌ک ننده از x86ب ‏All in One chip : ‏GPU بس یاری از SoCه ا مبتن ی بر معماری ARMهس تند ،ک ه ب ه دلی ل طراح ی کم‌مص رف و کارای ی باال ،برای اس تفاده در س یستم‌های موبای ل و دستگاه‌های متصل به اینترنت ایده‌آل هستند .در مقابل ،پردازنده‌های x86توسط شرکت‌هایی مانند Intelو AMDطراحی می‌شوند و همچنان در رایانه‌های رومیزی و سرورها حاکم هستند ولی در ارادمه اشاره میکنیم که چطور با افزایش کارایی قابل توجه در حال ورود به پردازنده های رومیزی نیز هستند. 5 تقاضا برای ARM تکنولوژی همیشه به دنبال کارآمدی بیشتر و کاهش مصرف انرژی بوده است .این روند به خصوص در دنیای امروز که دستگاه‌های قابل حمل و مصرف انرژی پایین از اهمی ت باالی ی برخوردارن د ،مشهود اس ت .پردازنده‌های ARMب ه دلی ل معماری ) RISC (Reduced Instruction Set Computingخود ،طراح ی س اده‌تری دارن د ک ه باع ث کاه ش مص رف انرژ ی می‌شود .ای ن ویژگی‌ه ا ب ه ویژ ه در دس تگاه‌هایی ک ه نیاز ب ه باتری‌های طوالنی‌مدت دارن د ،مانن د تلفن‌های همراه و تبلت‌ها ،بسیار مهم است. نقش بازار موبایل و ابزارهای قابل حمل در تقاضا بازار موبایل و دستگاه‌های قابل حمل یک ی از بزرگترین عوامل ایجاد تقاضا برای پردازنده‌های ARMبوده است .قابلیت اتص ال همزمان و بال محدودی ت ب ه اینترن ت ،نیاز ب ه پردازنده‌های کارآم د و کم‌مص رف را افزای ش داده اس ت .ب ا ظهور اس مارت‌فون‌ها و تبلت‌ه ا ،نیاز ب ه پردازنده‌های ی ک ه بتوانن د عملکرد قوی ارائ ه دهن د و در عی ن حال انرژ ی کمتری مص رف کنند ،بیشتر شد .همچنین ،دستگاه‌های اینترنت اشیاء ( )IoTو ابزارهای هوشمند خانگی نیز به پردازنده‌هایی نیاز دارند که بتوانند وظایف مختلف را با کمترین مصرف انرژی انجام دهند. 1 مزایای ARM مصرف پایین انرژی 02 کارایی باال تولید گرمای کمتر 04 7 01 03 پشتیبانی از فناوری‌های پیشرفته انعطاف‌پذیری و تطبیق‌پذیری فوق العاده 05 مصرف انرژی پایین یکی از بزرگترین مزایای معماری ARMمصرف پایین انرژی است .این ویژگی باعث می‌شود تا پردازنده‌های ARMانتخاب ایده‌آلی برای دستگاه‌های قابل حمل مانند تلفن‌های هوشمند ،تبلت‌ها و دستگاه‌های اینترنت اشیاء ( )IoTباشند .کمتر شدن مصرف انرژی به معنای افزایش عمر باتری و کارکرد طوالنی‌تر دستگاه‌ها است. در اینجا یک نمونه مقایسه مصرف انرژی یک پردازنده ARMرا با یک پردازنده اینتلی باال رده با بازدهی یکسان در عملکرد مقایسه شده : به طور میانگین : Arm : 5وات ‏X86 : 15 – 100 وات 1 کارایی باال پردازنده‌های ARMبا وجود مصرف پایین انرژی ،کارایی بسیار باالیی دارند .این پردازنده‌ها به خوب ی می‌توانن د وظای ف پیچیده‌ای مانن د پردازش گرافیک ی ،یادگیری ماشین ی و حتی اجرای بازی‌های سنگین را انجام دهند. در ابتدا پردازنده های Armصرفا برای استفاده در دستگاه های قابل حمل با کارایی کم مثل گوش ی و س اعت هوشم د اس تاده میش د ،ول ی در س ال های اخی ر ب ا معرف ی مدل های جدی د با Performanceباالتر تفاوت بین این سری با پردازنده های سیستم های رومیزی به طرز چشم گیری چه بسا بیشتر هم شده 1 کاه ش پیدا کرده SnapDragon X Elite vs i7 13800H تولید گرمای کمتر پردازنده‌های ARMب:ه دلی:ل معماری RISCو طراح:ی بهینه‌ای ک:ه دارند ،معموال ً حرارت کمتری تولی::د می‌کنند .میانگی::ن دمای کاری ای::ن پردازنده‌ها معموال ً در حدود 30تا 40درجه سانتی‌گراد اس:ت ،ک:ه بس:یار کمتر از دمای پردازنده‌های x86 است. .1ب:ه عل:ت تولی:د حرارت کمت:ر ،بس:یاری از پردازنده‌های ARMنیازی ب:ه فن برای خن:ک نگ:ه داشت:ن خود ندارند .این موضوع باعث کاه:ش س:روصدای دستگاه و نیز کاهش مصرف انرژی مرتبط با خنک‌سازی و طول باتری بیشتر می‌شود. .2بعالوه ب::ی نیاز بودن ب::ه ف::ن و هیت‌س::ینک‌های پیچیده ،هزینه‌های تولید دستگاه را کاهش می‌دهد. .3پردازنده‌های:ی ک:ه کمت:ر گرم می‌شون:د ،احتمال خراب:ی کمتری دارن:د و در نتیجه دستگاه‌ها اعتمادپذیری بیشتری دارند. 11 انعطاف پذیری و تطبیق پذیری باال پردازنده‌های ،ARMبه دلیل بهره‌وری باال ،انعطاف‌پذیری ،و طراحی بهینه ،دنیای فناوری را تحت تأثی ر قرار داده و ب ه یک ی از محبوب‌تری ن انتخاب‌ه ا برای دس تگاه‌های مختل ف تبدیل شده‌اند. انعطاف‌پذیری و تطبیق‌پذیری باالی این پردازنده‌های کم‌مصرف ،باعث شده تا در طیف وسیعی از کاربردها از جمله لوازم خانگی هوشمند و گجت‌های پوشیدنی نقش کلیدی ایفا کنند. این انعطاف باال امکان استفاده از پردازنده‌های ARMدر دستگاه‌های کوچک با محدودیت‌های فیزیکی و انرژی را فراهم می‌کند. ب ه عنوان نمون ه ،اگ ر پردازنده‌های ARMو توانای ی س فارشی‌سازی آنها وجود نداش ت ،بس یاری از لوازم خانگ ی هوشمن د ک ه امروزه به طور گسترده در خانه‌ها استفاده می‌شوند ،هرگز به چنین سطحی از کارآیی و هوشمندی نمی‌رس یدند.1 .یخچال‌های هوشمن د.2 ،ماشین‌های لباسشویی متصل به اینترنت و .3سیستم‌های گرمایش و سرمایش خانگی پیشرفته همگی از مزایای این پردازنده‌ها بهره می‌برند. 12 معایب فناوری ARM .1نرم‌افزارهای محدودتر با اینکه اکوسیستم نرم‌افزاری ARMدر حال رشد است ،اما هنوز هم بسیاری از نرم‌افزارهای حرفه‌ای و تخصصی برای معماری x86 طراحی شده‌اند و به خوبی روی ARMاجرا نمی‌شوند .این مسئله می‌تواند محدودیت‌هایی در دستگاه های رو میزی و یا نوت بوک ها برای کاربران حرفه‌ای ایجاد کند. پس با قدرت میتوان گفت بزرگترین عیب فناوری Armنابالغ بودن ان در جامعه نرم افزاری میباشد که به مرور درحال توسعه است. .2پشتیبانی کمتر برای بازی‌ها و برنامه‌های قدیمی بسیاری از برنامه‌ها و بازی‌های قدیمی که برای معماری x86طراحی شده‌اند ،هنوز به معماری ARMمنتقل نشده‌اند .این موضوع ممکن است باعث مشکالتی در اجرای صحیح آن‌ها روی دستگاه‌های مجهز به ARMشود. 13 اب تشکر فراوان از توجه مشا محمد مهدی عظیم زاده طهرانی
45,000 تومان