Günümüz teknolojisinde bilgisayarlar hayatımızın vazgeçilmez parçalarının en başında geliyor. Bilgisayarlara iş yapma gücünü ise bünyesinde bulunan işlemciler sağlıyor. Pek çok farklı işlemci tasarımı ve mimarisi bulunuyor. Bu yazımızda, özellikle gömülü tasarımlarda kullanılan ARM işlemci mimarisine bakalım.
ARM
Açılımı “Acorn RISC Machine”. İlk tasarımları Acorn Computers firması tarafından 1983 yılında meydana çıkarıldı. İsminden anlaşılacağı üzere RISC işlemci mimarisine sahip bir işlemci modeli. Bu işlemci mimarisi, ARM işlemcilerin en önemli özelliği. Peki nedir bu RISC mimarisi?
“Reduced Instruction Set Computer” kelimelerinin baş harflerinden oluşan RISC, indirgenmiş komut kümeli bilgisayar olarak dilimize çevrilebilir. Diğer mimari türü olan CISC mimarisinde bulunan özelleşmiş talimat kümesi yerine, küçük ve yüksek düzeyde optimize edilmiş bir talimat kümesi kullanan bir işlemci mimarisidir. RISC mimarisi ile, tek komutla daha az işlem yapan ama bu işlemleri çok hızlı bir şekilde gerçekleştiren bir işlemci elde edilmiş olur. Bunun sonucunda yüksek performans elde edilir. CPU tarafından yürütülen paralel iş parçacıklarının sayısının artması ve yürütülme komutlarının hızındaki artış sebebi ile RISC mimarisi yüksek bir performans sunar. (CISC mimarisi ile aralarındaki farkı “İşlemci Mimarileri:RISC Ve CISC” yazımızda bulabilirsiniz.)
Bilinmesi gereken önemli unsurlardan birisi de şudur. ARM şirketi kendi çiplerini üretmez. İşlemci tasarımını yaparak bunun lisansını satar. Lisansı alan firmalar, kendi ihtiyaçları doğrultusunda bu tasarıma eklemelerde bulunur. Yani ARM, genel bir işlemci tasarımını müşterilerine sunar ve onlara ihtiyaçları doğrultusunda tasarıma müdahele hakkı verir. Bu sebeple piyasa da ARM tabanlı olup birbirinden farklı özelliklere ve performansa sahip pek çok ürün bulunur.
Kullanım Alanları
CISC mimarisine göre çok daha az komut içermesi sebebiyle donanımlarında çok daha az transistör kullanımı gerekir. Bu sebeple tasarımın boyutlarında büyük küçülmeler olur. Bu sebeple ARM işlemciler akıllı telefonlar, tabletler, tüketici elektroniği içerisindeki gömülü sistemler, giyilebilir teknolojiler gibi pek çok farklı alanda kullanım alanı bulur.
ARM mimari tasarımında üç farklı grup vardır.
.Klasik ARM işlemciler: Klasik ARM işlemci grubunda ARM7,ARM9 ve ARM11 yer alır. Bu mimari yapıları daha çok motor kontrolü gibi donanıma yakın işlemlerde kullanılır.
.Gömülü sistem işlemcileri: Cortex-M0, Cortex-M1, Cortex-M3, Cortex-M4
.Uygulama seviyesindeki ARM işlemciler: Cortex-A5, Cortex-A8, Cortex-A9, Cortex-A15. Akıllı telefonlar, tablet bilgisayarlar gibi yüksek performans gerektiren, son kullanıcı uygulamalarına yönelik platformlarda kullanılır.
Avantajları
. Düşük güç tüketimi
.Entegre güvenlik
.Yüksek performans ve uygun maliyet
.Enerji verimliliği
.32 ve 64 bit uyumluluğu
ARM tabanlı işlemciler, yüksek hız , düşük güç tüketimi ve yüksek performansı sayesinde günümüzde gömülü sistemler üzerinde en çok kullanılan işlemcilerdir. ARM bir mimari türü olduğundan geliştirici firma fiziksel işlemci üretmek yerine bu mimariyi işlemci üreten diğer firmalara lisanslayarak gelir elde etmektedir. ARM mimarisi lisansını elinde bulunduran Apple, Samsung, Nvidia gibi başlıca firmalar farklı isimlerde bir çok işlemci üretmişlerdir.
KAYNAKÇA
arm.com
ktu.edu.tr
wikipedia.org
