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スマートフォン、タブレット、さらには一部のラップトップについて話し合うとき、人々がARMプロセッサについて言及しているのを聞いたことがあるかもしれません。このテクノロジーは、2010年代初頭のポータブルコンピューティングの急速な台頭に貢献しましたが、それでもデバイスに大きな影響を与えています。
ARMベースの製品に慣れるにつれて、プロセッサは一般的に受け入れられている標準であるため、請求が目立たなくなる傾向があります。しかし、それはまだ注目に値しないという意味ではありません。
モバイルコンピューティングの課題
すべてのコンピューター、タブレット、ラップトップ、およびスマートフォンはプロセッサーを使用します。デバイスのプロセッサの一般的な用語は、CPUまたは中央処理装置です。これは、実際のコンピューティング作業のほとんどが行われる場所です。ただし、これは単一のプロセッサではなく、それらの多くが単一のコンポーネント上にあります。
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CPUは命令を受信して実行し、出力を提供します。技術が進歩するにつれて、メーカーはマルチコアプロセッサに移行しました。
CPUがシングルチップ上のプロセッサの集合である場合、マルチコアプロセッサはシングルチップ上の複数のCPUを組み合わせます。これが、コンピューターが以前よりも強力になった主な理由の1つです。詳細については、をご覧ください CPUの仕組みに関するガイド 。
通常、デスクトップおよびラップトップコンピュータは、IntelまたはAMDプロセッサを使用します。これらのCPUは、電力が信頼でき、バッテリーが大きく、専用のグラフィックプロセッサと冷却システムが存在する場合に最適なデスクトップパフォーマンスを提供するように設計されています。そのため、多くのプロセッサが同時に入力を処理する複雑な計算を処理できます。
ただし、モバイルの設計にはさまざまな考慮事項が必要です。ポータブルを維持するには、バッテリーを小さくする必要があり、ファンや冷却システム用のスペースがなく、デバイスは遅延や技術的な問題なしに動作する必要があります。 2000年代を通じて、これはポータブルコンピュータを作成する際の一般的な課題でした。
デスクトップCPUの複雑な設計は、ハードウェア要件が大きく異なるため、モバイルデバイスにうまく変換されません。その結果、今日私たちが知っているように、スマートフォンは、従来のコンピューティングアーキテクチャを使用する場合、実行可能な概念ではありませんでした。
ARMプロセッサとは何ですか？
これらの課題を克服するために、メーカーはデスクトップCPUアーキテクチャをモバイルコンピューティングにより適したものに置き換えることを選択しました。 ARMプロセッサは、簡素化された、電力消費の少ない処理方法を使用するため、理想的な選択肢です。これは、Advanced RISCMachineを表すARM名で表されます。
イニシャリズムを拡張すると、別のRISC、つまり縮小命令セットコンピューティングが明らかになります。紛らわしいことに、RISCはテクノロジーそのものではありません。代わりに、それはデザインのイデオロギーです。 ARMプロセッサは、可能な限り効率的に設計されており、単一のメモリサイクルで実行できる命令のみを受け入れます。 CPUの一般的なプロセスは、命令をフェッチ、デコード、および実行することです。
RISCユニットは32ビットアーキテクチャを使用します。これは、デスクトップコンピューティングから大幅に廃止された標準です。これにより、fetch-decode-execute関数で処理できる情報の量が制限されます。
たとえば、Windowsコンピュータは現在一般的に64ビットアーキテクチャを使用しています。これにより、オペレーティングシステムで利用できる処理能力が高まり、エクスペリエンスが向上します。これがコンピュータにどのように影響するかに興味がある場合は、をご覧ください。 32ビットと64ビットのWindowsの違い 。
ARMプロセッサはどのように機能しますか？
RISCプロセッサ、つまりARMユニットは一歩後退したように聞こえるかもしれません。たとえば、RISCは元々1980年代に開発されましたが、市場に影響を与えることはできませんでした。ただし、ARMプロセッサの背後にある会社であるARM Holdingsは、圧縮された命令フォーマットを開発しました。
単一のメモリサイクルで単一の命令セットを処理するだけですが、命令は従来のRISCデバイスよりも長く複雑になる可能性があります。デスクトップ版と比べるとまだ制限がありますが、スマートフォンやタブレットが同じレベルのパフォーマンスに達することは期待できません。
初期のRISC設計では32ビットアーキテクチャが使用されていましたが、2011年以降、ARMHoldingsは設計に64ビットサポートを組み込んでいます。これは、RISCだけでは達成できず、会社の命令セットアーキテクチャによってのみ可能になります。 ARMプロセッサの技術設計により、製造と物理設計も簡素化されます。
RISCユニットの複雑さが軽減されるということは、チップ上に必要なトランジスタが少なくて済むことを意味します。一般に、トランジスタが多いほど、電力要件が高くなり、製造コストが高くなるため、小売コストが高くなります。このため、ARMプロセッサは通常、従来のデスクトッププロセッサよりも低コストです。
ARMプロセッサの用途
ARMプロセッサは、高性能RISC設計、製造コストの削減、および消費電力の削減を兼ね備えているため、スマートフォン、タブレット、さらには一部のラップトップなどのポータブルデバイスに最適です。ただし、ARMプロセッサを集合体として議論することは困難な場合があります。
ARMホールディングスはプロセッサ自体を製造していません。代わりに、会社は技術を構成し、命令標準を開発し、次にこれらの設計を他のメーカーにライセンス供与します。これが、ARMプロセッサのバリエーションが非常に多く、それぞれのパフォーマンスが異なるように見える理由です。
ハードウェアメーカーは、コアテクノロジーに対してARM Holdingsに支払いますが、それをニーズ、ソフトウェア要件、およびハードウェア設計に適合させます。その結果、多くの製品にARMプロセッサが含まれています。ただし、Intelプロセッサの場合のように、それらを相互に比較することは困難です。
さらに複雑なことに、ソフトウェアはARMハードウェア専用に設計する必要があるため、他のアーキテクチャとの互換性や相互運用性はありません。 ARMプロセッサとデスクトッププロセッサの動作の違いは、電話をデスクトップよりも遅くする主な要因の1つです。
とはいえ、効率的で低コストであるため、一部のラップトップにはARMプロセッサが搭載されています。特に、多くのChromebookはARMプロセッサを使用しています。 ChromebookはChromeWebブラウザに基づく低リソースのオペレーティングシステムであるChromeOSを実行するため、ARM製品は理想的な選択肢です。
コンピューティングの未来
ARM Holdingsのプロセスのおかげで、私たちの電話は軽量で、持ち運び可能で、高性能で、手頃な価格です。 RISC実装の革新がなければ、今日認識されているように、モバイルコンピューティングが実現可能であったかどうかは明らかではありません。
ARMプロセッサは、スマートフォンやタブレットで名を馳せていますが、Chromebookなどの低価格のノートパソコンでも利用できます。 Googleのデスクトップオペレーティングシステムに慣れていない場合は、チェックアウトしてください Chromebookビギナーズガイド 。
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Jamesは、MakeUseOfのバイヤーズガイドエディターであり、誰もがテクノロジーにアクセスして安全に利用できるようにするフリーランスのライターです。持続可能性、旅行、音楽、メンタルヘルスへの強い関心。サリー大学で機械工学の学士号を取得しています。慢性疾患について書いているPoTSJotsでも見つかりました。
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