Что такое архитектура процессоров и как её определить?
Термин архитектура процессора не имеет устойчивого объяснения. По сути, архитектура включает в себя комбинацию из: микроархитектур, включающих в себя основные части процессора и методы их взаимодействиями между собой; набора команд, начиная от модели исполнения и заканчивая форматами данных и микрокода.
Если рассматривать архитектуру процессоров со стороны аппаратной части ПК, то мы увидим определенный набор характеристик, которому соответствует то или иное семейство процессоров, иными словами, внутренняя их конструкция. Со стороны программистов, архитектура представляет набор определенных команд, их структуру и метод использования.
Одной из самых популярных мобильных архитектур на данный момент является ARM, разработкой которой занимается ARM Limited. Остальные компании попросту лицензируют технологию ARM и на базе данной лицензии выпускают свои процессоры, сюда можно отнести Qualcomm, Nvidia с их чипами Tegra, всем известные Mediatek, чипы от Apple и, конечно же, Samsung с Exynos.
Второй по значимости можно считать архитектуру x86, за разработку которой отвечает не менее известная компания Intel. До недавнего времени, данная архитектура использовалась крайне редко и то на бюджетных устройствах, но со временем она начала набирать популярность и теперь занимает свою нишу на рынке мобильных процессоров.
По сути, обычный пользователь не заметит разницы от использования смартфонов/планшетов на разных архитектурах и это не удивительно, Android адаптируется под любые среды и отлично работает на всех архитектурах. Единственным минусом является несовместимость отдельно взятых приложений/игр, заточенных под те или иные архитектуры.
Для этих целей можно использовать бесплатные приложения доступные в Google Play. Наиболее простой и известной в использовании программой является Droid Hardware Info.
Определение типа архитектуры процессора Android-устройств
Часто при загрузке Андроид-приложений на сайтах предлагающих такую возможность, у пользователей есть возможность выбора файлов для различных архитектур системы. И тут возникают сложности — какую из загрузок нужно скачивать и устанавливать.
Архитектура процессора — это, простыми словами, схема по которой работают части процессора между собой, а также набор команд с помощью которых они «общаются» с другими частями устройства.
Многие разработчики делают универсальные приложения и игры, которые подходят под любые архитектуры процессоров. Но некоторые из них создают несколько версий программ специально «заточенных» под ту или иную архитектуру. При установке такого продукта из Google Play, сервис автоматически определяет все необходимые параметры установки и загружает на пользовательское устройство необходимые файлы. Пользователю не нужно думать над тем какой файл скачать.
Если же установка (по той или иной причине) из Google Play невозможна или нежелательна, пользователь может скачать файл APK на стороннем сайте. С его помощью можно установить приложение или игру «в ручном режиме». Вот тут-то, если на сайте есть несколько вариантов таких файлов, и появляются муки выбора.
На сегодняшний день, сайты предлагающие файлы для установки приложений и игр могут распространять APK-файлы следующих архитектур: armeabi-v7a, arm64-v8a, x86 и x86_64.
Ниже мы несколько более детально рассмотрим разные типы архитектуры для Android-устройств. Вы можете пропустить этот блок и перейти к следующему, но все-таки мы бы рекомендовали ознакомиться с этой информацией для более ясного понимания.
Файлы начинающиеся на «x86» и «arm» не являются взаимно совместимыми — вы должны использовать версию, предназначенную для конкретной архитектуры устройства.
Также, если ваш девайс имеет 32-разрядный процессор, 64-разрядный файл на нем работать не будет. А вот 64-разрядные процессоры обратно совместимы, поэтому на него можно устанавливать 32-разрядный файл.
Исходя из вышесказанного, можно составить такие правила совместимости:
В большинстве случаев телефоны используют архитектуру ARM. Более дешевые устройства используют версию armeabi-v7a, более мощные — версию arm64-v8a. Поэтому, если сомневаетесь в том, какую версию файла выбрать, выбирайте ту, которая имеет отметку «armeabi-v7a».
Определение архитектуры процессора устройства
Теперь, когда мы разобрались с теоретической частью, пора определить — на какой архитектуре разработан ваш телефон или планшет.
Для этого можно воспользоваться инструкцией к устройству (но в ней не всегда можно найти нужную информацию) или же найти данные в интернете. Но лучше всего это сделать с помощью специального приложения.
Самый простой способ!
Droid Hardware Info
Если вышеописанный способ вас чем-то не устраивает или же вы хотите получить более расширенные данные о системе вашего устройства, воспользуйтесь приложением Droid Hardware Info.
Установите эту утилиту в Google Play или с помощью APK-файла (скачав его на сайте Biblprog). Для получения нужной нам информации запустите Droid Hardware Info, перейдите на вкладку «Система» и обратите свое внимание на раздел «Процессор».
Как вам данная инструкция? Все ли понятно? Если у вас появились дополнительные вопросы или же возникли замечания к информации выложенной на данной странице — не стесняйтесь. Напишите в комментариях!
ARM против x86: В чем разница между двумя архитектурами процессоров?
Вы наверняка знаете, что мир процессоров разбит на два лагеря. Если вы смотрите это видео со смартфона, то для вас работает процессор на архитектуре ARM, а если с ноутбука, для вас трудится чип на архитектуре x86.
А теперь еще и Apple объявила, что переводит свои Mac на собственные процессоры Apple Silicon на архитектуре ARM. Мы уже рассказывали, почему так происходит. А сегодня давайте подробно разберемся, в чем принципиальные отличия x86 и ARM. И зачем Apple в это все вписалась?
Итак, большинство мобильных устройств, iPhone и Android’ы работают на ARM’е. Qualcomm, HUAWEI Kirin, Samsung Exynos и Apple A13/A14 Bionic — это все ARM-процессоры.
А вот на компьютере не так — там доминирует x86 под крылом Intel и AMD. Именно поэтому на телефоне мы не можем запустить Word с компьютера.
x86 — так называется по последним цифрам семейства классических процессоров Intel 70-80х годов.
Чем же они отличаются?
Есть два ключевых отличия.
Первое — это набор инструкций, то есть язык который понимает процессор
Второе отличие — это микроархитектура. Что это такое?
От того на каком языке говорят процессоры, зависит и то, как они проектируются. Потому как для выполнения каждой инструкции на процессоре нужно расположить свой логический блок. Соответственно, разные инструкции — разный дизайн процессора. А дизайн — это и есть микроархитектура.
Но как так произошло, что процессоры стали говорить на разных языках?
История CISC
Памятка программиста, 1960-е годы. Цифровой (машинный) код «Минск-22».
Всё началось в 1960-х. Поначалу программисты работали с машинным кодом, то есть реально писали нолики и единички. Это быстро всех достало и появился Assembler. Низкоуровневый язык программирования, который позволял писать простые команды типа сложить, скопировать и прочее. Но программировать на Assembler’е тоже было несладко. Потому как приходилось буквально “за ручку” поэтапно описывать процессору каждое его действие.
Поэтому, если бы вы ужинали с процессором, и попросили передать его вам соль, это выглядело бы так:
Этот подход стал настоящим спасением как для разработчиков, так и для бизнеса. Захотел клиент новую инструкцию — не проблема, были бы деньги — мы сделаем. А деньги у клиентов были.
Недостатки CISC
Но был ли такой подход оптимальным. С точки зрения разработчиков — да. Но вот микроархитектура страдала.
Представьте, вы купили квартиру и теперь вам нужно обставить её мебелью. Площади мало, каждый квадратный метр на счету. И вот представьте, если бы CISC-процессор обставил мебелью вам гостиную, он бы с одной стороны позаботился о комфорте каждого потенциального гостя и выделил бы для него своё персональное место.
С другой стороны, он бы не щадил бюджет. Диван для одного человека, пуф для другого, кушетка для третьего, трон из Игры Престолов для вашей Дейенерис. В этом случае площадь комнаты бы очень быстро закончилась. Чтобы разместить всех вам бы пришлось увеличивать бюджет и расширять зал. Это не рационально. Но самое главное, CISC-архитектура существует очень давно и те инструкции, которые были написаны в 60-х годах сейчас уже вообще не актуальны. Поэтому часть мебели, а точнее исполнительных блоков, просто не будут использоваться. Но многие из них там остаются. Поэтому появился RISC…
Преимущества RISC
С одной стороны писать на Assembler’е под RISC процессоры не очень-то удобно. Если в лоб сравнивать код, написанный под CISC и RISC процессоры, очевидно преимущество первого.
Так выглядит код одной и той же операции для x86 и ARM.
Представьте, что вы проектируете процессор. Расположение блоков на х86 выглядело бы так.
Каждый цветной квадрат — это отдельные команды. Их много и они разные. Как вы поняли, здесь мы уже говорим про микроархитектуру, которая вытекает из набора команд. А вот ARM-процессор скорее выглядит так.
Ему не нужны блоки, созданные для функций, написанных 50 лет назад.
По сути, тут блоки только для самых востребованных команд. Зато таких блоков много. А это значит, что можно одновременно выполнять больше базовых команд. А раритетные не занимают место.
Еще один бонус сокращенного набора RISC: меньше места на чипе занимает блок по декодированию команд. Да, для этого тоже нужно место. Архитектура RISC проще и удобнее, загибайте пальцы:
Поэтому наши смартфоны, которые работают на ARM процессорах с архитектурой RISC, долго живут, не требуют активного охлаждения и такие быстрые.
Лицензирование
Но это все отличия технические. Есть отличия и организационные. Вы не задумывались почему для смартфонов так много производителей процессоров, а в мире ПК на x86 только AMD и Intel? Все просто — ARM это компания которая занимается лицензированием, а не производством.
Даже Apple приложила руку к развитию ARM. Вместе с Acorn Computers и VLSI Technology. Apple присоединился к альянсу из-за их грядущего устройства — Newton. Устройства, главной функцией которого было распознавание текста.
Даже вы можете начать производить свои процессоры, купив лицензию. А вот производить процессоры на x86 не может никто кроме синей и красной компании. А это значит что? Правильно, меньше конкуренции, медленнее развитие. Как же так произошло?
Ну окей. Допустим ARM прекрасно справляется со смартфонами и планшетами, но как насчет компьютеров и серверов, где вся поляна исторически поделена? И зачем Apple вообще ломанулась туда со своим Apple Silicon.
Что сейчас?
Допустим мы решили, что архитектура ARM более эффективная и универсальная. Что теперь? x86 похоронен?
На самом деле, в Intel и AMD не дураки сидят. И сейчас под капотом современные CISC-процессоры очень похожи на RISC. Постепенно разработчики CISC-процессоров все-таки пришли к этому и начали делать гибридные процессоры, но старый хвост так просто нельзя сбросить.
Но уже достаточно давно процессоры Intel и AMD разбивают входные инструкции на более мелкие микро инструкции (micro-ops), которые в дальнейшем — сейчас вы удивитесь — исполняются RISC ядром.
Да-да, ребята! Те самые 4-8 ядер в вашем ПК — это тоже RISC-ядра!
Надеюсь, тут вы окончательно запутались. Но суть в том, что разница между RISC и CISC-дизайнами уже сейчас минимальна.
А что остается важным — так это микроархитектура. То есть то, насколько эффективно все организовано на самом камне.
Ну вы уже наверное знаете, что Современные iPad практически не уступают 15-дюймовым MacBook Pro с процессорами Core i7 и Core i9.
А что с компьютерами?
Недавно компания Ampere представила свой 80-ядерный ARM процессор. По заявлению производителя в тестах процессор Ampere показывает результат на 4% лучше, чем самый быстрый процессор EPYC от AMD и потребляет на 14% меньше энергии.
Компания Ampere лезет в сегменты Cloud и Workstation, и показывает там отличные цифры. Самый быстрый суперкомпьютер в мире сегодня работает на ARM ISA. С обратной стороны, Intel пытается все таки влезть в сегмент low power и для этого выпускает новый интересный процессор на микроархитектуре lakefield.
И Apple та компания, которая способна мотивировать достаточное количество разработчиков пилить под свой ARM. Но суть этого перехода скорее не в противостоянии CISC и RISC. Поскольку оба подхода сближаются, акцент смещается на микроархитектуру, которую делает Apple для своих мобильных устройств. И судя по всему микроархитектура у них крута. И они хотели бы ее использовать в своих компьютерах.
И если бы Intel лицензировал x86 за деньги другим людям, то вероятно Apple просто адаптировали свою текущую микроархитектуру под x86. Но так как они не могут этого сделать, они решили просто перейти на ARM. Проблема для нас с микроархитектурой в том, что она коммерческая тайна. И мы про нее ничего не знаем.
Итоги
Спрос на ARM в итоге вырастет. Для индустрии это не просто важный шаг, а архиважный. Линус Торвальдс говорил, что пока рабочие станции не станут работать на ARM — на рынке серверов будут использовать x86.
И вот это случилось — в перспективе это миллионы долларов, вложенных в серверные решения. Что, конечно, хорошо и для потребителей. Нас ждет светлое будущее и Apple, действительно, совершила революцию!
Редактор материала: Антон Евстратенко. Этот материал помогли подготовить наши зрители Никита Куликов и Григорий Чирков. Спасибо ребята!
Сегодняшний мир — это amd64, armv7 и aarch64. Всё остальное мертво, Джим
Вашему вниманию предлагается перевод прощального письма Миода Валлата, разработчика OpenBSD в течение 15+ лет, покинувшего проект неделю назад. Письмо, изначально адресованное лично некоему Джиму, рассказывает историю о том, куда порой приводят благие намерения, и вызвало резонанс среди пользователей Reddit и HackerNews. Учтите — высказанное мнение субъективно, и, по словам самого автора, «вы имеете право с ним не согласиться».
Поддержка устаревшей платформы на плаву — это весело, поскольку это напоминает тебе о 90-ых, когда существовал большой выбор «железных» платформ, с приблизительно одинаковым соотношением цены/мощности. В конце концов, дешевые PC убили практически всю конкуренцию, а рынок смартфонов дал ARM нездоровую долю рынка в мире встраиваемых систем.
Затем, спустя некоторое время, веселье подходит к концу, поскольку никто не пишет код, держа в уме твою платформу, — ведь она не считается достаточно мощной, а современные компиляторы больше ее не поддерживают (или они генерируют для нее нерабочий код, что на деле еще хуже). У твоей платформы есть аппаратные границы в несколько сотен MB физической памяти? Тебе не удастся запустить на ней веб-браузер или даже программу для просмотра PDF. Кто-нибудь все еще запускает testsuite из последней версии gcc на твоей платформе? Нет? Прости, чувак, но вот тебе «никель» (5 центов), сходи купи себе уже компьютер получше…
На деле, поддержка платформы в жизнеспособном состоянии — это настоящая командная работа. Она требует серьезных обязательств от проектов, являющихся «строительными блоками»: не слишком сильно «забагованного» тулчейна (as/ld/gcc), поддержки в флагманских проектах (emacs, python, X11, mozilla, libreoffice. ), а также аккуратной и актуальной документации, доступной бесплатно.
Ни один из перечисленных пунктов не является истиной для всех платформ, исключая amd64, armv7 и aarch64.
Из-за всего этого стремление поддерживать «жизнь» какой-либо другой платформы — это на самом деле попытка плыть против течения.
Конечно, ты все еще можешь встретить нескольких безумцев, готовых выполнить невероятный объем работы для предотвращения упадка их любимой платформы и умело создающих впечатление того, что эти платформы — все еще «пассажиры первого класса». Но эти ребята — те же самые люди, что были и десять лет назад. Рано или поздно, они устают и сдаются. Как, например, я.
Самое худшее во всем этом — это когда ты оглядываешься назад и понимаешь, что после всех этих лет, свободное ПО проиграло. Компаниям, занимающимся созданием не-свободного ПО, хватило достаточно ума и смекалки, чтобы поймать «импульс» разработчиков свободного ПО, направленный на работу над встраиваемыми платформами, и использовать его для того, чтобы максимально сократить собственные расходы на разработку ПО, получив при этом еще и позитивную реакцию прессы.
Я потратил 20 лет своей жизни, пытаясь продвигать правильный взгляд на свободное программное обеспечение, его ценности и его этику; сражался за него, всегда был активно вовлечен, старался показывать другим пример, и сегодня я чувствую так, словно все мои усилия были лишь пустой тратой времени, и ничего из того, что я сделал, не принесло пользы.
С этим трудно смириться, но лучше сдаться сейчас, чем продолжать попытки и только еще больше расстраиваться.
Русские Блоги
Android arm64-v8a, armeabi-v7a, armeabi, x86 подробное объяснение
Недавно при упаковке с флаттером я столкнулся с ситуацией, когда упаковка не могла быть напечатана. Я долго проверял причину и обнаружил, что это было вызвано отсутствием конфигурации руки. После того, как она была экипирована, она разыгралась. Я воспользовался этой возможностью, чтобы изучить abi с нуля.
перед началом
Прежде чем начать, вам нужно знать lib, libs и т. Д.
1. lib и libs
Ссылки на те, что помещены в lib, включены в библиотеки.
Файлы, помещенные в библиотеки, будут автоматически включены редактором. Так что не ставьте API в библиотеках.
Содержимое библиотеки lib не будет упаковано в APK, содержимое библиотеки li будет упаковано в APK
Введение в архитектуру
Нет картины без правды: 
Существует только один неизвестный телефон с операционной системой Android 4.3, который использует архитектуру v7. 
Для 64-битных телефонов и 64-битных процессоров
Поскольку новый 64-разрядный процессор в настоящее время включает в себя две архитектуры, а технология процесса не была улучшена (28 нм), в то же время на мобильных телефонах и планшетах площадь чипа строго ограничена и не может быть чрезмерно увеличена, что приводит к среднему распределению 64-разрядных процессоров ARM. Количество транзисторов в каждой архитектуре резко сократилось, то есть из 32-разрядной архитектуры 64-разрядных процессоров для 32-разрядных процессоров с одинаковыми характеристиками они не только не улучшились, но и производительность снизилась в определенном масштабе. Однако производители процессоров должны объяснить потребителям, как лучше продвигать 64-разрядные системы, поэтому производители должны повысить производительность в других аспектах, чтобы компенсировать потери, вызванные сокращением числа транзисторов ЦП. Например: замените более мощный графический процессор, увеличьте пропускную способность памяти, многоядерный виртуальный одноядерный для повышения производительности одноядерного, совместные поставщики программного обеспечения для работы, чтобы изменить веса работы (повысить оценку GPU, снизить вес процессора) и т. Д. Таким образом, приобретая сильные стороны и избегая недостатков и, наконец, попадающих в руки потребителей, они работают с запущенным программным обеспечением, оно действительно улучшилось, пользователи довольны, карманы производителя также выпирают.
Таким образом, битовый процессор ARM64 более точно называется ARM32 + 64 в строгом смысле слова. По сравнению с битовым процессором ARM32, он имеет место для регресса и возможности для улучшения, но именно из-за регрессии, который стимулировал прогресс ARM Определено, что он внесет смелые и смелые изменения, и это должно быть улучшением. Но действительно ли ARM64 полезен для мобильных телефонов? Я могу только сказать, что это действительно бесполезно в данный момент, но это может произойти в будущем. (Собранный в другом месте) Таким образом, в строгом смысле ARM64-битный процессор более точно называется ARM32 + 64. По сравнению с ARM32-битным процессором он имеет некоторые недостатки и возможности для улучшения, но это из-за Эта регрессия подтолкнула ARM к решимости добиться прогресса, что позволило ему внести радикальные изменения, что, по-видимому, является улучшением. Но действительно ли ARM64 полезен для мобильных телефонов? Я могу только сказать, что это действительно бесполезно в данный момент, но это может произойти в будущем. (Искал в другом месте)
Однако Google официально объявил об обязательной 64-битной архитектуре в начале этого года.： 
Еще в январе этого года (2019 г.) Google выпустил уведомление о том, что с 1 августа этого года перечисленные приложения, помимо предоставления 32-разрядных версий, также должны предоставлять 64-разрядные версия.
Следовательно, больше невозможно принудительно использовать только архитектуру armeabi перед проектом.
Что конкретно означает поддержка 64-битной версии?
Если ваше приложение написано полностью на Java или Kotlin и не содержит никакой встроенной поддержки, то это означает, что приложение уже поддерживает 64-битную версию.
Однако в приложении используется любая встроенная поддержка (например, библиотека), поэтому вам необходимо обеспечить разные версии поддержки этих файлов и разных архитектур ЦП.
Следует отметить, что иногда в нашем собственном коде встроенная поддержка действительно не используется, но в нее включены некоторые сторонние библиотеки, используемые в приложении.
В настоящее время наиболее надежным способом является анализ файла APK, созданного окончательной упаковкой, для определения необходимости обеспечения поддержки 64-разрядной архитектуры.
Конфигурация упаковки
Трещина
Эта команда может быть заключена в соответствии с различными правилами, такими как abi, плотность экрана (например, ldpi, hdpi и т. д.)
Включить включено, а исключить не включено. Каждый элемент, включенный в конфигурацию, будет генерировать пакет apk.
Фильтр ndk
Эта инструкция может быть настроена для упаковки только той библиотеки, которую вы настраиваете, и она не будет упакована, если она не настроена, что очень гибко.
Эта конфигурация упакует библиотеку so из трех пакетов armeabi, armeabi-v71, arm64-v8a в apk, в отличие от split, которая будет воспроизводить apk для каждого пакета.
