قدرت بیشتر با قابلیت سفارشی‌سازی پردازنده‌های ARM میسر می‌شود

شرکت ARM در کنفرانس ARM TechCon اعلام کرد که قابلیت پشتیبانی از فرمان‌های سفارشی به‌زودی برای پردازنده‌های سری ARMv8-M در دسترس قرار می‌گیرد و احتمال افزوده شدن طیف بیشتری از محصولات این شرکت در آینده به لیست پردازنده‌های دارای چنین قابلیتی، وجود خواهد داشت. این شرکت از فرصت ایجاد شده توسط اجرای فرمان‌های سفارشی روی پردازنده‌های خود به‌عنوان ابزاری برای کنترل هرچه بیشتر روی بخش‌های نسبتا تازه مانند اینترنت اشیا، شبکه‌ی 5G و یادگیری ماشینی استفاده خواهد کرد. همچنین مصرف‌کنندگان می‌توانند انتظار دستگاه‌هایی با سخت‌افزار بهینه‌تر و قدرت بیشتر نسبت به گذشته را داشته باشند. کاربرد پردازنده‌هایی با امکان اجرای فرمان‌های سفارشی بسیار وسیع خواهد بود و تقریبا تمامی بخش‌های فناوری از آن بهره خواهند گرفت. برای مثال می‌توان به کوچک‌تر شدن هدست‌های واقعیت مجازی، بهبود امنیت دستگاه‌ها و رمزنگاری و امکان ایجاد طراحی بهینه‌تر برای محصولات آینده اشاره کرد.

ARM یکی از بزرگ‌ترین تولیدکنندگان پردازنده‌ها به شمار می‌رود که تعداد زیادی از محصولات آن در اطراف ما از جمله داخل گوشی‌های هوشمند یا ابزارهای مرتبط با خانه‌های هوشمند وجود دارد. اکنون سایر سازندگان می‌توانند فضای بیشتری برای طراحی و توسعه‌ی محصولات اختصاصی خود بر پایه‌ی پردازنده‌های ARM داشته باشند و دستگاه‌های آینده‌ی آن‌ها، در زمینه‌های خاصی از قدرت و بهینه‌سازی بیشتری بهره ببرند.

در کنار معرفی قابلیت اجرای فرمان‌های سفارشی در پردازنده‌ها، ARM خبر از آینده‌ی MBed OS نیز می‌دهد که یک پلتفرم متن‌باز برای اینترنت اشیا محسوب می‌شود. از این پس روند توسعه‌ی این پلتفرم براساس پاسخ‌های مستقیمی خواهد بود که از سوی سایر سازندگان و شرکت‌های همکار دریافت می‌شود. جزئیات بیشتری تاکنون پیرامون طرح مذکور ارائه نشده است. همچنین ARM بسیار مشتاق بود تا اعلام کند درحال کار روی حالتی برای بهینه‌سازی باتری و کاهش مصرف انرژی است که توسط همکاران این شرکت، پیشنهاد شده است.

تأثیر قابلیت جدید برای عموم کاربران

در سوی دیگر شاهد طیف وسیعی از محصولات مرتبط با اینترنت اشیا هستیم که بیشتر آن‌ها کاربردهای اختصاصی و متفاوتی نسبت به سایر براداران خود دارند. به همین دلیل است که نیاز به پردازنده‌های سفارشی در چنین محصولاتی بیشتر حس می‌شود تا بتوانند وظیفه‌ی اصلی خود را به بهترین شکل ممکن اجرا کنند. همچنین ممکن است نیاز به برخی قطعات اضافه یا طراحی‌های مشابه در دستگاه‌های گوناگون به مرور زمان از بین برود. در هرحال به سمت دنیایی خواهیم رفت که در آن دستگاه‌های بیشتری به شبکه متصل خواهند بود و پردازنده‌های جدیدتر و اختصاصی‌تری نیز برای این امر نیاز خواهیم داشت.

تاکنون صبحتی پیرامون اضافه شدن قابلیت مذکور به پردازنده‌های گوشی‌های هوشمند به میان نیامده است اما احتمال آن باتوجه به پتانسیل‌ها و کاربردهای بسیار زیاد، بالا خواهد بود. چنین پردازنده‌هایی می‌توانند در آینده امکان استفاده از حسگرهای بیشتر را برای گوشی‌های هوشمند به ارمغان بیاورند. یا اینکه به اجرای هرچه بهتر قابلیت‌های مرتبط با هوش مصنوعی کمک کنند. چالش اصلی برای ARM و همکاران آن، جلوگیری از ایجاد جدایی میان سازندگان گوشی‌های هوشمند خواهد بود. توسعه‌دهندگان اندروید باید بدانند که اگر قابلیت یا یک کد مرتبط با این ویژگی به محصولات خود اضافه می‌کنند، باید در سایر محصولات مشابه نیز عملکرد یکسانی داشته باشد.

این قابلیت چگونه کار می‌کند؟

اغلب پردازنده‌ها براساس دریافت دستورها از حافظه موقت و سپس پردازش آن‌ها عمل می‌کنند. این پردازش معمولا به‌صورت متوالی صورت می‌گیرد. هرچه فرکانس کاری پردازنده بیشتر باشد، قادر خواهد بود تا فرمان‌های بیشتری را در واحد زمان پردازش کند. اما فرکانس پردازشی تنها عاملی نیست که می‌تواند قدرت پردازنده‌ها را افزایش دهد. سازندگان روش‌های بسیاری را برای بهبود عملکرد پردازنده‌ها بدون تغییر فرکانس کاری، امتحان کرده‌اند. از جمله‌ی آن‌ها می‌توان به تغییر الویت پردازش دستورهای مختلف اشاره کرد که می‌تواند فرمان‌های مهم را زودتر از سایر فرمان‌ها اجرا کند و نقش چشمگیری در بهبود سرعت دستگاه‌ها داشته باشد.

قابلیت سفارشی‌سازی پردازنده‌ها و امکان اجرای فرمان‌های سفارشی نیز یکی از دیگر روش‌هایی است که بدون تغییر فرکانس کاری پردازنده، اقدام به افزایش قدرت آن می‌کند. همچنین باید اشاره کنیم که تراشه‌های ساخت ARM در طیف بسیار وسیعی از محصولات مورد استفاده قرار می‌گیرد و به همین دلیل دستورها استاندارد و پایه در آن‌ها بسیار عمومی است تا بتواند نیاز پایه‌ی دستگاه‌های زیادی را برطرف کند. دلیل گفته شده باعث می‌شود تا توسعه‌دهندگان دستورهای جدیدی را به ساخته‌های ARM اضافه کنند تا بتوانند پردازش‌های پیچیده‌تری را به آن‌ها محول کنند و نتیجه‌ی دلخواه خود را کسب نمایند. چنین دستورهایی می‌توانند بسیار بهینه‌تر از فرمان‌های پیش‌فرض باشند. برای همین است که کارت گرافیک در پردازش‌ دستورهای گرافیکی بسیار بهتر از یک پردازنده عمل می‌کند، درحالی که ممکن است تعداد هسته‌های پردازشی یا فرکانس کاری آن کمتر باشد. استفاده از فرمان‌های سفارشی می‌تواند بسیار بهینه‌تر از پردازش هم‌زمان عمل کند و حتی در آینده نیاز به استفاده از پردازش هم‌زمان در عملکردهای گوناگونی را نیز از بین ببرد.

فرمان‌های سفارشی پدیده‌ی تازه‌ای در دنیای فناوری محسوب نمی‌شوند و برای سال‌های طولانی توسط سازندگان مورد استفاده قرار می‌گیرند. استفاده از چنین قابلیتی نیازمند هماهنگی بسیار زیاد میان سخت‌افزار و نرم‌افزار است و به ابزارهای مخصوصی از جمله کامپایلرها و دیباگرهای سفارشی نیاز دارد. ARM قصد دارد تا این روند را برای توسعه‌دهندگان آسان‌تر کند و در عین حال برخی فرمان‌های پایه را به‌صورت پیش‌فرض در محصولات خود قرار دهد. این قابلیت از شش ماه اول سال ۲۰۲۰ برای Cortex M33 در دسترس قرار خواهد گرفت و هزینه‌ی اضافی برای دریافت مجوز نیز دریافت نخواهد شد.