Apa itu prosesor Arm?
Prosesor Arm adalah bagian dari keluarga unit pemrosesan pusat (CPU) yang menggunakan arsitektur reduced instruction set computer (RISC) untuk prosesor komputer. Arm Limited, perusahaan yang mengembangkan prosesor Arm, merancang komponen inti CPU dan melisensikan kekayaan intelektualnya kepada organisasi mitra yang kemudian membangun chip berbasis Arm sesuai dengan kebutuhan mereka. Arm Limited tidak memproduksi atau menjual chip secara langsung.
Prosesor Arm pertama kali dikembangkan oleh Acorn Computers pada tahun 1980-an. Hingga baru-baru ini, nama Arm dianggap sebagai singkatan, ARM, yang awalnya berarti Acorn RISC Machine, kemudian berganti menjadi Advanced RISC Machine. Singkatan ini masih digunakan secara luas, meskipun Arm Limited kini hanya menggunakan Arm untuk menyebut teknologi prosesor mereka.
Arm Limited menawarkan desain untuk prosesor RISC multicore 32-bit dan 64-bit. Prosesor ini menggunakan set instruksi yang jauh lebih sederhana dibandingkan dengan prosesor Intel yang menggunakan arsitektur complex instruction set computing (CISC). Kedua jenis prosesor ini juga menerapkan metode yang berbeda untuk mengoptimalkan kinerja dan meningkatkan efisiensi. Sebagai contoh, Intel lebih mengandalkan pendekatan perangkat keras untuk memaksimalkan kinerja, sementara Arm menggunakan pendekatan perangkat lunak.
Prosesor Arm dapat mengeksekusi lebih banyak juta instruksi per detik dibandingkan dengan prosesor Intel. Dengan menghapus instruksi yang tidak diperlukan dan mengoptimalkan jalur instruksi, prosesor Arm dapat memberikan kinerja luar biasa dengan penggunaan daya yang jauh lebih rendah dibandingkan prosesor berbasis CISC. Pengurangan daya ini juga berarti bahwa prosesor Arm menghasilkan lebih sedikit panas. Ini bukan berarti prosesor Arm lebih baik daripada prosesor Intel, tetapi lebih cocok untuk kasus penggunaan tertentu.
Prosesor Arm banyak digunakan di perangkat elektronik konsumen seperti smartphone, tablet, perangkat wearable, dan perangkat mobile lainnya. Mereka juga digunakan dalam berbagai sensor dan perangkat internet of things. Menurut Arm Limited, mitra perusahaan ini telah mengirimkan lebih dari 215 miliar chip berbasis Arm selama tiga dekade terakhir.
Apa saja fitur-fitur prosesor Arm?
Karena set instruksinya yang lebih sederhana, prosesor Arm membutuhkan lebih sedikit transistor, yang menghasilkan ukuran die yang lebih kecil untuk sirkuit terintegrasi. Ukuran yang lebih kecil, kompleksitas yang berkurang, dan konsumsi daya yang lebih rendah membuat prosesor ini cocok untuk perangkat yang semakin miniatur.
Beberapa fitur prosesor Arm antara lain:
- arsitektur load/store
- keamanan terintegrasi
- set instruksi ortogonal
- eksekusi siklus tunggal
- efisiensi energi
- status eksekusi 64-bit dan 32-bit
- dukungan virtualisasi perangkat keras
Desain sederhana dari prosesor Arm menawarkan pemrosesan multicore yang lebih efisien dan pemrograman yang lebih mudah bagi pengembang. Meskipun mereka tidak menawarkan throughput komputasi yang sama dengan prosesor Intel, prosesor Arm terkadang melebihi kinerja prosesor Intel untuk aplikasi yang ada di kedua arsitektur tersebut.
Arm memperluas jangkauannya
Dulu, prosesor Arm terbatas pada perangkat yang lebih kecil seperti smartphone dan sensor. Namun, hal ini mulai berubah karena prosesor Arm mulai digunakan pada jenis perangkat yang biasanya didominasi oleh Intel dan, dalam jumlah yang lebih sedikit, AMD. Microsoft, misalnya, menawarkan versi Arm dari komputer Surface mereka, bersama dengan edisi Windows yang dapat berjalan di PC berbasis Arm.
Arm juga digunakan di banyak laptop Chromebook, dan Apple kini menawarkan sejumlah komputer yang menggunakan chip Arm M1. Sistem MacBook Pro terbaru yang menggunakan chip ini telah menetapkan standar industri baru untuk kinerja laptop dan daya tahan baterai.
Prosesor Arm juga mulai merambah pasar server. Meskipun ini bukan upaya baru, adopsinya telah lambat. Namun, perusahaan mulai memperhatikan arsitektur Arm, sebagian besar karena janji mereka untuk memberikan kinerja terbaik per watt dibandingkan CPU kelas enterprise lainnya.
Seiring dengan meningkatnya beban kerja yang semakin besar dan kompleks, semakin banyak energi yang diperlukan untuk memproses dan menjaga suhu operasi perangkat keras tetap aman. Ini bukan hanya pertimbangan finansial, tetapi juga menjadi perhatian bagi organisasi yang beralih ke data center yang lebih berkelanjutan.
Server x86 tradisional meningkatkan kinerja dengan meningkatkan kecepatan dan kecanggihan masing-masing CPU, menggunakan pemrosesan brute force dan daya untuk menangani beban kerja komputasi yang berat. CPU semakin padat dan cepat sehingga lebih banyak komputasi dapat dilakukan dalam ruang yang lebih kecil. Akibatnya, server x86 saat ini mengkonsumsi lebih banyak energi daripada sebelumnya dan menghasilkan panas yang begitu banyak sehingga sistem HVAC (pemanasan, ventilasi, dan pendingin udara) tradisional tidak lagi dapat mengimbanginya.
Sebaliknya, server Arm mungkin menggunakan ratusan prosesor kecil yang kurang canggih dan hemat daya yang berbagi tugas pemrosesan, bukan hanya mengandalkan beberapa prosesor dengan kapasitas lebih tinggi. Pendekatan ini sering disebut sebagai scaling out, berlawanan dengan scaling up prosesor berbasis x86. Namun, meskipun di-scale out, prosesor Arm tetap mengkonsumsi lebih sedikit energi dan menghasilkan lebih sedikit panas dibandingkan dengan server x86, menjadikannya solusi potensial untuk mengatasi masalah energi di masa depan.
Meskipun server berbasis Arm hanya mewakili sebagian kecil dari sistem data center saat ini, mereka telah membuat kemajuan yang stabil. Amazon, misalnya, baru-baru ini mengumumkan generasi ketiga prosesor AWS Graviton berbasis Arm, yang menjanjikan kinerja komputasi hingga 25% lebih baik daripada prosesor AWS Graviton2 dan kinerja beban kerja kriptografi dua kali lipat. Chip Graviton3 kini digunakan di instansi AWS EC2 C7g.
Ampere baru-baru ini memperkenalkan prosesor server 64-bit berbasis Arm dengan 80 inti pertama, yang ditujukan untuk beban kerja seperti kecerdasan buatan, analitik data, hosting web, dan aplikasi cloud-native. Prosesor berbasis Arm juga digunakan di beberapa superkomputer tercepat di dunia dan semakin mendapatkan pengakuan. Sementara itu, Arm Limited terus berupaya memasuki pasar data center dengan chip Neoverse mereka yang menjanjikan kinerja dan efisiensi energi yang dibutuhkan untuk mendukung cloud, edge, dan 5G.