ARM 프로세서

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프로세서란?

메모리에 저장된 명령어들을 실행하는 유한 상태 오토마톤

ARM : Advanced RISC Machine

즉, 진보된 RISC 기기의 약자로 ARM의 핵심은 RISC이다.

RISC : Reduced Instruction Set Computing (감소된 명령 집합 컴퓨팅)

단순한 명령 집합을 가진 프로세서가 복잡한 명령 집합을 가진 프로세서보다 훨씬 더 효율적이지 않을까?로 탄생함

ARM 구조

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ARM은 칩의 기본 설계 구조만 만들고, 실제 기능 추가와 최적화 부분은 개별 반도체 제조사의 영역으로 맡긴다. 따라서 물리적 설계는 같아도, 명령 집합이 모두 다르기 때문에 서로 다른 칩이 되기도 하는 것이 ARM.

소비자에게는 칩이 논리적 구조인 명령 집합으로 구성되면서, 이런 특성 때문에 물리적 설계 베이스는 같지만 용도에 따라 다양한 제품군을 만날 수 있는 특징이 있다.

아무래도 아키텍처는 논리적인 명령 집합을 물리적으로 표현한 것이므로, 명령어가 많고 복잡해질수록 실제 물리적인 칩 구조도 크고 복잡해진다.

하지만, ARM은 RISC 설계 기반으로 '단순한 명령집합을 가진 프로세서가 복잡한 것보다 효율적'임을 기반하기 때문에 명령 집합과 구조 자체가 단순하다. 따라서 ARM 기반 프로세서가 더 작고, 효율적이며 상대적으로 느린 것이다.

단순한 명령 집합은, 적은 수의 트랜지스터만 필요하므로 간결한 설계와 더 작은 크기를 가능케 한다. 반도체 기본 부품인 트랜지스터는 전원을 소비해 다이의 크기를 증가시키기 때문에 스마트폰이나 태블릿PC를 위한 프로세서에는 가능한 적은 트랜지스터를 가진 것이 이상적이다.

따라서, 명령 집합의 수가 적기 때문에 트랜지스터 수가 적고 이를 통해 크기가 작고 전원 소모가 낮은 ARM CPU가 스마트폰, 태블릿PC와 같은 모바일 기기에 많이 사용되고 있다.

ARM의 장점은?

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소비자에 있어 ARM은 '생태계'의 하나라고 생각할 수 있다. ARM을 위해 개발된 프로세서는 오직 ARM 프로세서가 탑재된 기기에서만 실행할 수 있다. (즉, x86 CPU 프로세서 기반 프로그램에서는 ARM 기반 기기에서 실행할 수 없음)

따라서 ARM에서 실행되던 프로그램을 x86 프로세서에서 실행되도록 하려면 (혹은 그 반대로) 프로그램에 수정이 가해져야만 한다.

하지만, 하나의 ARM 기기에 동작하는 OS는 다른 ARM 기반 기기에서도 잘 동작한다. 이러한 장점 덕분에 수많은 버전의 안드로이드가 탄생하고 있으며 또한 HP나 블랙베리의 태블릿에도 안드로이드가 탑재될 수 있는 가능성이 생기게 된 것이다.

(하지만 애플사는 iOS 소스코드를 공개하지 않고 있기 때문에 애플 기기는 불가능하다)

ARM을 만드는 기업들은 통해 전력 소모를 줄이고 성능을 높이기 위해 설계를 개선하며 노력하고 있다.

[참고 자료]

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