MIPS vs ARM
Μπορεί να εντοπιστεί ένας αριθμός διαφορών μεταξύ MIPS και ARM, αν και και τα δύο ανήκουν στην ίδια οικογένεια συνόλων εντολών. Για αυτό το θέμα, το MIPS και το ARM είναι δύο αρχιτεκτονικές συνόλων εντολών (ISA) που είναι διαθέσιμες στον κόσμο των μικροεπεξεργαστών. Και τα δύο, το ARM και το MIPS, βασίζονται στο Υπολογιστικό Σύνολο μειωμένων εντολών (RISC) και είναι τύπου καταχωρητή-μητρώου. Και τα δύο σύνολα εντολών έχουν σταθερό μέγεθος εντολών 32 bit/64 bit (χώρος διευθύνσεων) και και τα δύο σύνολα εντολών μπορούν να ρυθμιστούν σε μεγάλη endianness καθώς και μικρή endianness. Και οι δύο αρχιτεκτονικές υποστηρίζουν συμβατότητα προς τα πίσω. Οι αρχιτεκτονικές τόσο του ARM όσο και του MIPS χρησιμοποιούνται σε επεξεργαστές έξυπνων τηλεφώνων και υπολογιστών tablet, όπως iPhone, tablet Android και Windows RT, αλλά όχι σε υπολογιστές κύριας ροής, όπως φορητοί υπολογιστές και διακομιστές.
Τι είναι το ARM;
Ο κύριος σχεδιαστής της ARM ISA είναι η ARM Holdings. Η αρχιτεκτονική ARM εισήχθη το 1985 και σχεδιάστηκε με βάση το RISC. Αυτό το ISA χρησιμοποιεί κωδικούς υπό όρους στη διακλάδωση. Υπάρχουν πολλές αρχιτεκτονικές ARM, όπως αρχιτεκτονικές 64/32 bit, αρχιτεκτονικές 32 bit (φλοιός) και αρχιτεκτονικές 32 bit (κληρονομιά). Το ARM είναι η πιο ευρέως χρησιμοποιούμενη αρχιτεκτονική σετ εντολών στον κόσμο. Το σετ εντολών βραχίονα μπορεί να χωριστεί σε έξι ευρείες κατηγορίες εντολών, όπως εντολές διακλάδωσης, Οδηγίες επεξεργασίας δεδομένων, Οδηγίες φόρτωσης και αποθήκευσης, Οδηγίες συνεπεξεργαστή και εντολές δημιουργίας εξαιρέσεων. Διαφορετικοί τύποι εντολών ARM μπορούν να αναγνωριστούν χρησιμοποιώντας τον κωδικό λειτουργίας και τις σημαίες υπό όρους. Υπάρχουν 16 καταχωρητές γενικής χρήσης που ονομάζονται R0 έως R15 στο ARM ISA και ο καθένας έχει μέγεθος 32-bit. Ο καταχωρητής R13 ονομάζεται Stack Pointer (SP), ο R14 ονομάζεται Link Register (LR) και ο R15 ονομάζεται Program Counter (PC). Το ARM ISA υποστηρίζει πολλές αριθμητικές πράξεις όπως πρόσθεση, αφαίρεση και πολλαπλασιασμό. Οι πυρήνες ARM διαθέτουν δίαυλο διευθύνσεων 32 bit, ο οποίος παρέχει έναν επίπεδο γραμμικό χώρο διευθύνσεων 4 GB. Η διεύθυνση της μνήμης γίνεται σε byte και μπορεί να προσπελαστεί ως διπλές λέξεις (8 byte), λέξεις (4 byte) ή μισές λέξεις (2 bytes).
Οι αρχιτεκτονικές ARM χρησιμοποιούνται σε έξυπνα τηλέφωνα, υπολογιστές tablet PDA και άλλες κινητές συσκευές. Τα τσιπ ARM χρησιμοποιούνται επίσης σε Raspberry Pi, BeagleBoard, PandaBoard και άλλους υπολογιστές με μία πλακέτα λόγω της μικρής κατανάλωσης ενέργειας, της φθηνότητας και του μικρότερου σχήματος.
Τι είναι το MIPS;
Το MIPS σχεδιάστηκε και εισήχθη από την MIPS Technologies το 1981. Αυτό το ISA βασίζεται επίσης στην αρχιτεκτονική συνόλου εντολών RISC και έχει ένα σταθερό σύστημα κωδικοποίησης. Οι καταχωρητές συνθηκών χρησιμοποιούνται για διακλάδωση και τα MDMX, MIPS-3D χρησιμοποιούνται ως επεκτάσεις. Υπάρχουν τρεις τύποι εντολών MIPS και είναι οι R, I και J. Κάθε εντολή ξεκινά με έναν κωδικό λειτουργίας 6 bit. Στις οδηγίες τύπου R, υπάρχουν τρεις καταχωρητές, ένα πεδίο τοποθέτησης shift και ένα πεδίο συνάρτησης. Στις εντολές τύπου I, υπάρχουν δύο καταχωρητές και μια άμεση τιμή 16 bit, ενώ οι οδηγίες τύπου J ακολουθούν τον opcode με έναν στόχο μετάβασης 26 bit. Το MIPS έχει 32 ακέραιους καταχωρητές για να εκτελεί αριθμητικές πράξεις. Η εγγραφή $0 περιέχει 0 και η εγγραφή $1 είναι συνήθως δεσμευμένη για τη συναρμολόγηση.
Η αρχιτεκτονική MIPs χρησιμοποιείται για την κατασκευή έξυπνων τηλεφώνων, υπολογιστών για δείπνο, ενσωματωμένων συστημάτων όπως δρομολογητές, οικιακών πυλών και κονσολών βίντεο όπως το Sony PlayStations.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ MIPS και ARM;
• Τα MIPS και ARM είναι δύο διαφορετικές αρχιτεκτονικές συνόλων εντολών στην οικογένεια του συνόλου εντολών RISC.
• Αν και και τα δύο σύνολα εντολών έχουν σταθερό και ίδιο μέγεθος εντολών, το ARM έχει μόνο 16 καταχωρητές ενώ το MIPS έχει 32 καταχωρητές.
• Το ARM έχει υψηλή απόδοση και μεγάλη απόδοση από το MIPS επειδή οι επεξεργαστές ARM υποστηρίζουν διαύλους δεδομένων 64-bit μεταξύ του πυρήνα και της κρυφής μνήμης.
• Προκειμένου να επιτραπεί αποτελεσματική εναλλαγή περιβάλλοντος, η αρχιτεκτονική MIPS υποστηρίζει την υλοποίηση πολλαπλών τραπεζών καταχωρητών. Το ARM παρέχει μόνο καταχωρητές γενικού σκοπού για αριθμητικές πράξεις και όλες τις άλλες συναρτήσεις, αλλά το MIPS παρέχει δύο ξεχωριστούς καταχωρητές για τη διατήρηση των αποτελεσμάτων της λειτουργίας πολλαπλασιασμού.
• Το MIPS δεν έχει αντίστοιχη οδηγία με την εντολή ARM MOV.
• Η εντολή MIPS ADD δημιουργεί συνήθως μια εξαίρεση στην υπερχείλιση, επομένως χρησιμοποιείται σπάνια από ό,τι στο ARM.
• Όλες οι οδηγίες επεξεργασίας δεδομένων ARM ορίζουν τους κωδικούς συνθηκών ALU από προεπιλογή, αλλά το MIPS παρέχει το SLT για σύγκριση.
Σύνοψη:
MIPS vs ARM
Στον κόσμο των μικροεπεξεργαστών, τα MIPS και ARM προσφέρουν εξαιρετική υπηρεσία για λογαριασμό των αρχιτεκτονικών συνόλων εντολών τους. Το MIPS εφαρμόζεται κυρίως σε ενσωματωμένα συστήματα. Όμως, προς το παρόν, το ARM έχει γίνει πολύ πιο δημοφιλές στον κλάδο από το MIPS.
