Unterschied zwischen ARM64, ARMel und ARMhf

Die meisten von uns sehen beim Kauf eines neuen Smartphones, Tablets oder eines anderen elektronischen Geräts den Begriff "ARM vXXX" -Prozessor in der Liste der Spezifikationen. Aber wir machen uns kaum die Mühe zu wissen, was ein ARM-Prozessor ist. In diesem Handbuch werden wir also kurz ARM-Prozessoren untersuchen.

Was ist ARM überhaupt?

ARM oder Advanced RISC Machines oder Acorn RISC Machine (früherer Name) ist einer der weltweit am häufigsten verwendeten Prozessorkerne. Der ARM-Prozessor wurde 1985 zum ersten kommerziellen RISC-Prozessor. Die erste Version war eine 26-Bit-RISC-Maschine. Mit seiner zweiten Veröffentlichung im Jahr 1987 führte die ARM-Version 2 die Co-Prozessor-Funktion ein. Im Laufe der Zeit haben sich die Armprozessoren sehr weiterentwickelt. Die ARM Corporation stellt jedem, der CPUs oder SOC-Produkte basierend auf seiner Architektur herstellen möchte, kostenpflichtige Lizenzen zur Verfügung. ARM Holdings mit Sitz in Cambridge, Großbritannien, ist für dieses Geschäft in und aus verantwortlich. Apple, Qualcomm, Texas Instruments, Nvidia, Samsung, usw., sind einige der bemerkenswerten Verbraucher der ARM-Familie.

Die ARM-Prozessoren werden hauptsächlich in mobilen Geräten und eingebetteten Systemen verwendet. Sie sind klein und haben einen geringen Stromverbrauch, bieten aber gleichzeitig eine hohe Leistung. Der Betrachtungspunkt ist das Designproblem, da die für ARM entwickelte Software nicht auf Nicht-ARM-Geräten ausgeführt werden kann. Es ist, als ob zwei Menschen mit unterschiedlichen Sprachen nicht verstehen können, was der andere spricht.

Merkmale des ARM-Prozessors

1. Basierend auf RISC oder Computer mit reduziertem Befehlssatz.
2. Feste Größe und einheitlicher Befehlssatz.
3. Mehrstufige Pipeline-Unterstützung für Anweisungen.
4. Unterstützt einen breiten Frequenzbereich.
5. Ausführung von Java-Byte-Code.
6. Optimiert für die Akkunutzung in Mobilgeräten.

Im weitesten Sinne hat die ARM-Architektur drei Arten von Profilen:

EIN-Profil oder Anwendungsprofil

R-Profil oder Echtzeitprofil

M-Profil oder Mikrocontroller-Profil

Warum wird ARM von Tech Giants verwendet?

ARM gilt lange Zeit als Prozessor für mobile Geräte, mit x86/x64 als Zielprozessor für Desktops und Server. Aber mit der Entwicklung der Technologien werden ARM-Prozessoren für Tablets verwendet. Für e.G., Windows 10 früher kann nur auf x86- und x64-basierten Prozessoren ausgeführt werden, aber neuere Windows 10-Desktops können auf Prozessoren ausgeführt werden, die auf der ARM64-Architektur basieren. Microsoft hat zugesichert, dass die Anwendungskompatibilität für x86- und x64-basierte Anwendungen reibungslos auf den ARM64-basierten PCs läuft. Obwohl ARM32- und ARM64-basierte Anwendungen direkt ausgeführt werden, erfordert die x86-basierte Anwendung eine Emulation, um ausgeführt zu werden.

Einige Windows-Versionen wie Windows 8  erfordern einen x86- oder x64-Prozessor, während Windows RT einen ARM-Prozessor benötigt. Obwohl x86/x64 im Vergleich zum ARM-Prozessor sehr schnell sind, verbrauchen sie viel Energie. Daher eignen sie sich am besten für Server und Desktop-Computer. Gleichzeitig ist der ARM-Prozessor relativ langsam, benötigt aber zum Betrieb wenig Energie. Dadurch eignen sie sich besser für mobile Geräte mit Android, IOS usw.

Apple hat angekündigt, seine MAC-Serie von Intel auf SoC- und SiP-Prozessoren umzustellen, die auf der ARM-Architektur basieren. Laut Apple bieten ARM-Prozessoren Leistung in Kombination mit langer Akkulaufzeit. Apple Silicon Chips sind die ersten von Apple entwickelten Arm-basierten Chips, die in den aktuellen MacBook Air, MacBook Pro und Mac mini verwendet werden.

Die  Drei Debian-ARM-Ports: Debian/armel, Debian/armhf und Debian/arm64

Debian/armhf ist ein Akronym für „Arm hart schweben,” steht für eine Portierung auf Debian.  Die Debian-Armhf-Portierung wurde gestartet, um die Gleitkommaeinheit (FPU) auf modernen 32-Bit-ARM-Boards zu nutzen.

Für kritische Genauigkeitsanforderungen in Computeranwendungen und auf der digitalen Signalverarbeitung (DSP) basierenden Anwendungen ist Gleitkomma besonders geeignet. Eine ARMv7-CPU mit Version 3 der ARM-Vektor-Gleitkomma-Spezifikation (VFPv3) ist die Mindestanforderung für die Debian-Armhf-Portierung.

Es wird hauptsächlich für mobile Geräte (Smartphones, Tablets) und eingebettete Geräte verwendet.

Es ist bekannt, dass verschiedene Plattformen von Debian/armhf unterstützt werden:

1. Freescale MX53 Quick Start Board: Das i.Das MX53 Quick Start Board verfügt über einen 1 GHz Arm Cortex-A8 Prozessor. Es ist eine Open-Source-Plattform für die Entwicklung.
2. NVIDIA Jetson TK1: Es ist ein Entwicklerboard mit einer 32-Bit-ARM-Cortex-A15-CPU.
3. SolidRun Cubox-i4Pro: Die Cubox-i-Serie ist eine winzige Rechenplattform. Cubox-i4Pro verfügt über einen ARM Cortex A9 Prozessor.

Andere unterstützte Plattformen sind Wandboard, Seagate Personal Cloud und Seagate NAS, SolidRun Cubox-i2eX tec. Die EfikaMX-Plattform wurde früher bis Debian 7 unterstützt, aber ab Debian 8 wird die Unterstützung eingestellt.

Debian/armel oder ARM EABI oder Eingebetteter ABI-Port auf Debian richtete sich an ältere 32-Bit-ARM-Prozessoren. Es hat keine Unterstützung für Hardware-Gleitkommaeinheiten (FPU). ARM EABI oder armel soll mit den ARM-Architekturversionen 4T, 5T und höher funktionieren, aber mit Debian 10 (Buster) wird die ARM4T-Unterstützung entfernt.

Laut Oracle ist der Armel zu Armhf in Arbeit, daher kann es einige Inkompatibilitäten zwischen ihnen geben. Um zu überprüfen, ob auf Ihrem System armhf oder armel ausgeführt wird, führen Sie den folgenden Befehl auf Ihrem Linux-Terminal aus:

$ readelf -A /proc/self/exe | grep Tag_ABI_VFP_args

Wenn der obige Befehl ein Tag_ABI_VFP_args-Tag zurückgibt, handelt es sich um ein armhf-System, während eine leere Ausgabe anzeigt, dass es sich um ein armel-System handelt. Für e.G., eine Himbeer-Distribution gibt ein Tag_ABI_VFP_args zurück: VFP registriert das Tag, da es sich um eine armhf-Distribution handelt. Auf der anderen Seite gibt eine  Soft-Float-Debian-Wheezy-Distribution eine leere Ausgabe aus, die darauf hinweist, dass es sich um eine Armel-Distribution handelt.

Die folgende Liste enthält die verschiedenen Plattformen, die von Debian/armel unterstützt werden:

1. Kirkwood und Orion5x SoC von Marvell mit ARM-CPU.
2. Vielseitige Plattform mit QEMU-Emulator.

Debian/arm64 zielt auf 64-Bit-ARM-Prozessoren ab, die eine ARMv8-Mindestarchitektur erfordern. Die 64-Bit-Verarbeitung bietet eine verbesserte Rechenleistung. Diese Verarbeitungsverbesserung wird durch eine Erhöhung der Speicheradressierungskapazität in der 64-Bit-Architektur erreicht.  Die Arm64-Hardware wurde erstmals im Jahr 2013 für das iPhone 5 auf den Markt gebracht. Der Gnu-Name für ARM64 ist aarch64-linux-gnu. Das Gute an ARM64 ist, dass es mit seinem 32-Bit-Vorgänger kompatibel ist. Dies hilft bei der Ausführung der ARMv7-Binärdateien oder -Software ohne Änderungen an der ARMv8-Architektur.

Debian hat zum ersten Mal die ARM64-Portierung in seinem Betriebssystem Debian 8 (Jessie) veröffentlicht. Die Liste der verschiedenen von Debian/ARM unterstützten Plattformen ist unten aufgeführt:

1. Applied Micro (APM) Mustang/X-Gene: Es ist die erste bekannte Plattform mit ARMv8-Architektur mit einer 8-Kern-CPU.
2. ARM Juno Development Platform: Laut ARM ist die Juno Arm Development Platform eine offene und herstellerneutrale Armv8-Entwicklung mit einer 6-Kern-ARMv8-A-CPU.

Beispiele für Geräte mit ARM64-Architektur sind Raspberry Pi 2, Raspberry Pi 3, Microsoft HoloLens 2, DragonBoard, mehrere IoT-Geräte, moderne Laptops und Desktops, Smartphones usw. smartphone

Überprüfen des Prozessortyps Ihres Boards.

Um den Prozessortyp auf einem Ubuntu-Rechner zu überprüfen, verwenden Sie einfach den folgenden Befehl:

$ dpkg -print-architecture

Um eine detaillierte Liste der verschiedenen Funktionen Ihrer CPU zu erhalten, verwenden Sie den folgenden Befehl:

$ cat /proc/cpuinfo[//c]
Ein weiterer Befehl, den Sie verwenden können, um die Prozessorarchitektur Ihres Systems anzuzeigen, ist unten aufgeführt:
[cc lang="bash" width="100%" height="100%" escaped="true" theme="blackboard"]
$ uname -a