ARM Processor?
RISC 아키텍처를 기반으로 하는 중앙처리장치(CPU) 제품군 중 하나
: Advanced RISC Machine, 진보된 RISC 기기
: 단순한 하드웨어와 복잡한 소프트웨어
RISC?
Reduced Instruction Set Computing
넓게 보면 프로세서를 위한 일종의 설계 철학, 단순한 명령 집합을 가진 프로세서가 복잡한 명령 집합을 가진 프로세서 보다 효율적이지 않을까?에서 탄생되었다.
ARM의 시작
컴퓨터 기술이 현대화됨에 따라 고성능, 소형화를 추구하게 됐고, 80년대 아콘 컴퓨터는 마이크로컴퓨터를 설계했지만 칩 설계로 인한 한계를 느끼고 있었다.
비슷한 시기, 캘리포니아 대학교 버클리 캠퍼스의 한 프로젝트에서 한 프로그래머가 대부분의 프로그램이 명령어 세트의 작은 하위 집합만 사용한다는 것을 발견했다.
미리 정의된 명령어의 수를 줄이게 되면 (복잡하고 구현하기 어려우며 거의 사용되지 않는 명령어를 제거) 남은 간단한 명령어는 더 빠르게 실행될 수 있고, 칩의 전력과 공간을 적게 차지하게 된다는 것.
이를 RISC(Reduced Instruction Set Computer) 아키텍처라 한다.
(CISC: Complex Instruction Set Computing의 단점 극복을 위해 나온 셈)
아콘은 새 컴퓨터에 쓸 만한 기성품 CPU를 찾을 수 없었고, 버클리 RISC 프로젝트에서 영감을 받아 직접 RISC 기반 CPU 아키텍처를 개발하기로 하는데 이것이 "Acorn RISC Machine", 즉 ARM의 시작이다.
90년도 아콘 컴퓨터 내 ARM이 자회사로 독립, ARM Holdings로 상장하며 "Advanced RISC Machine"로 명칭이 바뀌었다.
ARM 아키텍처
현재 ARM Holdings는 칩 자체가 아닌 설계 구조를 판매하기 때문에 실제 기능 추가나 최적화는 개별 반도체 제조사의 영역으로 맡겨두고 있다. 제조업체는 더 작은 크기, 고성능 및 에너지 효율성을 유지하며 특정 요구사항에 맞게 개조할 수 있다.
ARM 아키텍처는 현재 거의 모든 스마트폰 설계와 소형 모바일 장치, 노트북에서 사용된다. 명령 집합의 수가 적기 때문에 트랜지스터 수가 적고 이를 통해 작은 크기, 낮은 전력소비, 낮은 발열, 속도 및 배터리 수명과 비용의 균형을 맞출 수 있다.
그렇다고 소형 모바일 장치에서만 사용되는건 아니고 슈퍼컴퓨터 중 하나인 Fugaku에서 ARM 프로세서가 사용되기도 했다.
ARM 아키텍처를 사용하게 되면 하드웨어 설계자가 설계와 성능을 제어하고 공급망을 제어할 수 있다. 이런 제어와 성능의 조합은 소형 장치, 대규모 컴퓨팅 환경 모두에게 매력적인 부분이다.
ARM의 장점
Intel 프로세서는 ARM 코드를 이해 할 수 없고, 그 반대도 마찬가지이다. ARM을 위해 개발된 프로세서는 오직 ARM 프로세서가 탑재된 기기에서만 실행할 수 있다. (가능은 하지만 속도와 효율성이 크게 저하된다.)
하지만 하나의 ARM 기기에 동작하는 OS는 다른 ARM 기반 기기에서도 잘 동작한다. 수많은 버전의 안드로이드가 탄생하고 있고, HP나 블랙베리의 태블릿에도 안드로이드가 탑재될 수 있는 가능성이 생기게 됐다.
(but 애플은 iOS 소스코드를 공개하지 않고 있기 때문에 불가능)
현재
현재에 와서는 기술의 발달로 RISC와 CISC 속도에는 큰 차이가 나지 않는데, 클럭 속도는 전력 소모량과 온도 조절에 달린 문제이기 때문이다. 하지만 CPU의 클럭 속도를 더 이상 올리기 힘든 현재의 한계에 명령어 길이가 일정하다는 특징의 명령어 병렬처리(Out-of-Order 실행)에 엄청난 이득이 발생, Apple의 M1칩이 CISC 기반 프로세스인 Intel과 AMD의 속도를 따라 잡았다.
참고
Tech Interview: ARM 프로세서
Red Hat: What is an ARM processor?
TechTarget: ARM processor
atatus: ARM vs Intel
Apple M1칩은 왜 그렇게 빠를까?
