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Al hablar de teléfonos inteligentes, tabletas e incluso algunas computadoras portátiles, es posible que haya escuchado a la gente mencionar los procesadores ARM. Esta tecnología contribuyó al rápido aumento de la informática portátil a principios de la década de 2010 y aún tiene un impacto significativo en nuestros dispositivos.
A medida que nos familiarizamos con los productos basados en ARM, el procesador tiende a recibir una facturación menos prominente ahora que es un estándar comúnmente aceptado. Sin embargo, eso no significa que no sea digno de mención.
Los desafíos de la informática móvil
Todas las computadoras, tabletas, computadoras portátiles y teléfonos inteligentes usan un procesador. El término común para el procesador de su dispositivo es CPU o Unidad Central de Procesamiento. Aquí es donde se realiza la mayor parte del trabajo informático real. Sin embargo, no es un solo procesador, sino muchos de ellos en un solo componente.
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La CPU recibe instrucciones, las ejecuta y entrega una salida. A medida que la tecnología ha progresado, los fabricantes se han movido hacia procesadores multinúcleo.
Cuando la CPU es una colección de procesadores en un solo chip, los procesadores multinúcleo combinan múltiples CPU en un solo chip. Esta es una de las principales razones por las que las computadoras son más poderosas ahora que en el pasado. Para más detalles, eche un vistazo a nuestra guía sobre cómo funciona la CPU .
Normalmente, las computadoras de escritorio y portátiles utilizan procesadores Intel o AMD. Estas CPU están diseñadas para brindar un rendimiento de escritorio óptimo, donde la energía es confiable, las baterías son grandes y, a menudo, hay un procesador de gráficos dedicado y un sistema de enfriamiento. Como tal, pueden manejar cálculos complejos con muchos procesadores manejando entradas al mismo tiempo.
Sin embargo, los diseños móviles requieren diferentes consideraciones. Para seguir siendo portátil, las baterías deben ser más pequeñas, no hay espacio para un ventilador o sistema de enfriamiento y el dispositivo debe funcionar sin demoras ni problemas técnicos. A lo largo de la década de 2000, este fue un desafío común al crear computadoras portátiles.
Los complejos diseños de las CPU de escritorio no se adaptan bien a los dispositivos móviles, ya que los requisitos de hardware son muy diferentes. Como resultado, los teléfonos inteligentes, como los conocemos hoy, no eran un concepto viable cuando se usaba la arquitectura informática tradicional.
¿Qué es un procesador ARM?
Para superar estos desafíos, los fabricantes optaron por reemplazar la arquitectura de la CPU de escritorio por algo más adecuado para la informática móvil. Los procesadores ARM son la opción ideal, ya que utilizan un método de procesamiento simplificado y que consume menos energía. Esto se representa en el nombre ARM, que significa Máquina RISC avanzada.
Expandir el inicialismo revela otro, RISC, o cálculo de conjunto de instrucciones reducido. Confusamente, RISC no es una tecnología en sí misma. En cambio, es una ideología de diseño. Los procesadores ARM están diseñados para ser lo más eficientes posible, aceptando solo instrucciones que se pueden realizar en un solo ciclo de memoria. El proceso común para las CPU es buscar, decodificar y ejecutar instrucciones.
Las unidades RISC utilizan una arquitectura de 32 bits, un estándar eliminado en gran medida de la informática de escritorio. Esto limita la cantidad de información que se puede procesar en la función buscar-decodificar-ejecutar.
Por ejemplo, las computadoras con Windows ahora usan comúnmente una arquitectura de 64 bits. Esto hace que el sistema operativo disponga de más potencia de procesamiento, lo que se traduce en una mejor experiencia. Si está interesado en cómo afecta esto a su computadora, eche un vistazo a las diferencias entre Windows de 32 y 64 bits .
¿Cómo funcionan los procesadores ARM?
Puede parecer que los procesadores RISC y, por lo tanto, las unidades ARM, serían un paso atrás. RISC, por ejemplo, se desarrolló originalmente en la década de 1980 pero no logró tener un impacto en el mercado. Sin embargo, ARM Holdings, la compañía detrás de los procesadores ARM, desarrolló un formato de instrucción comprimido.
A pesar de procesar solo un conjunto de instrucciones en un solo ciclo de memoria, las instrucciones pueden ser más largas y complejas que los dispositivos RISC tradicionales. Aunque todavía son limitados en comparación con sus contrapartes de escritorio, no esperamos que nuestros teléfonos inteligentes o tabletas alcancen esos mismos niveles de rendimiento.
Los diseños iniciales de RISC usaban una arquitectura de 32 bits, pero desde 2011, ARM Holdings ha incluido soporte de 64 bits en sus diseños. Esto habría sido inalcanzable con RISC solo, y solo es posible debido a la arquitectura del conjunto de instrucciones de la empresa. El diseño técnico de los procesadores ARM también simplifica la fabricación y el diseño físico.
La complejidad reducida de las unidades RISC significa que requieren menos transistores en un chip. Generalmente, más transistores significan mayores requisitos de energía y una mayor fabricación y, por lo tanto, un costo minorista. Por esta razón, los procesadores ARM también suelen tener un costo menor que los procesadores de escritorio tradicionales.
Usos de los procesadores ARM
Como los procesadores ARM combinan diseños RISC de alto rendimiento, menores costos de fabricación y menor consumo de energía, son ideales para dispositivos portátiles como teléfonos inteligentes, tabletas e incluso algunas computadoras portátiles. Sin embargo, discutir los procesadores ARM como un colectivo puede ser un desafío.
ARM Holdings no produce ningún procesador por sí mismo. En cambio, la empresa compone la tecnología, desarrolla el estándar de instrucción y luego otorga licencias de estos diseños a otros fabricantes. Es por eso que hay tantas variantes de procesadores ARM y por qué cada uno parece funcionar de manera diferente.
Los fabricantes de hardware pagan a ARM Holdings por la tecnología central, pero luego la adaptan a sus necesidades, requisitos de software y diseños de hardware. Como resultado, muchos productos contienen procesadores ARM. Sin embargo, es difícil compararlos entre sí como lo haría con los procesadores Intel.
Para complicar aún más las cosas, el software debe diseñarse específicamente para hardware ARM y, por lo tanto, no es compatible ni interoperable con otras arquitecturas. Las diferencias operativas entre ARM y los procesadores de escritorio es uno de los principales factores que hacen que su teléfono sea más lento que su escritorio.
Dicho esto, como son eficientes y de bajo costo, puede encontrar procesadores ARM en algunas computadoras portátiles. En particular, muchos Chromebook usan procesadores ARM. Dado que los Chromebook ejecutan Chrome OS, un sistema operativo de bajos recursos basado en el navegador web Chrome, los productos ARM son una opción ideal.
El futuro de la informática
Es gracias al proceso de ARM Holdings que nuestros teléfonos son livianos, portátiles, de alto rendimiento y razonablemente asequibles. Sin las innovaciones en la implementación de RISC, no está claro que la computación móvil hubiera sido factible como la reconocemos hoy.
A pesar de hacerse un nombre con teléfonos inteligentes y tabletas, los procesadores ARM también están disponibles en computadoras portátiles de bajo costo como Chromebooks. Si no está familiarizado con el sistema operativo de escritorio de Google, consulte nuestra guía para principiantes de Chromebook .
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James es el editor de guías del comprador de MakeUseOf y un escritor independiente que hace que la tecnología sea accesible y segura para todos. Gran interés en la sostenibilidad, los viajes, la música y la salud mental. Licenciada en Ingeniería Mecánica por la Universidad de Surrey. También se encuentra en PoTS Jots escribiendo sobre enfermedades crónicas.
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