Wie wint de strijd om de processorarchitectuur van de toekomst te zijn?Fabrikanten van mobiele apparaten kiezen in elk geval massaal voor ARM. Wat zijn de verschillen met de processoren van Intel?

De bekendste processorarchitectuur is x86 van Intel, maar dat is al enige tijd niet meer de populairste. In smartphones, tablets, kleinere computers als de Raspberry Pi en in apparatuur als routers wordt voornamelijk ARM gebruikt. ARM stond oorspronkelijk voor Acorn RISC Machine, tegenwoordig staat het voor Advanced RISC Machine. Het is een processorarchitectuur uit 1985. De ARM-architectuur wordt als licentie verkocht door het bedrijf ARM Holdings (waaraan het bedrijf nog steeds bakken met geld verdient).

Een belangrijk onderdeel van de ARM-architectuur is de RISC-instructieset. RISC staat voor ‘reduced instruction set computing’: een instructieset gericht op efficiëntie en energiezuinigheid. De nieuwste ARM-versie van deze instructieset is ARMv8.3-A uit 2016. Linux werkt op ARMv8 sinds 2012, hetzelfde geldt voor iOS en Android. Windows 10 heeft ook ondersteuning voor ARM. ARM-processors worden onder meer gemaakt door Apple, Nvidia, Qualcomm, Samsung en ARM zelf.

RISC en CISK

RISC staat zoals gezegd voor ‘reduced instruction set computing’. Er bestaat ook iets dat CISC heet: ‘complex instruction set computing’. CISC wordt gebruikt door onder andere Intel-processors. Het doel van CISC is om in zo min mogelijk instructies een operatie uit te voeren. Een processor ondersteunt een bepaald aantal instructies, bijvoorbeeld ADD om twee getallen op te tellen en LOAD. Stel we willen twee getallen vermenigvuldigen. Een processor met de CISC-architectuur heeft daar een speciale instructie voor: MULT. Deze instructie is geoptimaliseerd voor de processor. MULT is een complexe operatie en werkt daardoor dus niet op RISC.

RISC ondersteunt alleen operaties die in één klokcyclus uitgevoerd kunnen worden. Dat betekent als de programmeur wil vermenigvuldigen dat er meer stappen nodig zijn. Dat vereist meer regels code en meer geheugen. Het voordeel is dat de processor minder operaties hoeft te ondersteunen, dat resulteert in minder transistoren en dat leidt weer tot minder energieverbruik. Als een apparaat dan toch meer instructies nodig heeft, dan gebeurt dat vaak door middel van een coprocessor.

Legacy

Een nadeel van de x86-architectuur waar ARM-processors geen last van hebben, is legacy. Dat klinkt vreemd, want ARM bestaat al sinds 1985. Het komt omdat ARM gemaakt is door een enkele groep mensen, in tegenstelling tot x86 dat meer een compromisarchitectuur is van verschillende groepen. Daardoor zijn er regelmatig instructies toegevoegd aan x86, die misschien niet altijd nodig waren. Nuttige en minder nuttige instructies zijn bijvoorbeeld 57 instructies in 1997 voor versnellingen in multimedia, 70 instructies voor SSE om videoprestaties te verbeteren.

In 2003 voegde AMD instructies toe: 10 instructies om over te stappen op 64 bit (x86-64), maar 27 instructies mochten weg. Sinds 2000 zijn er elke paar jaar wel wat instructies aan toegevoegd. Dat resulteert in een chip die nu eenmaal niet zo klein en efficiënt gemaakt kan worden. Gemiddeld gezien is er sinds de geboorte van x86 in 1978 één instructie per maand aan toegevoegd.

Nu heeft Intel sinds de smartphone behoorlijk wat verbeteringen gemaakt en is de legacy een veel kleiner probleem geworden. Ook het effect van het verschil tussen RISC en CISC heeft Intel echter grotendeels weggewerkt en het is tegenwoordig bijna te verwaarlozen.

Voor en nadelen

Een fabrikant die een energiezuinigere processor wil maken, maakt een kleinere processor. Een kleinere processor verbruikt minder stroom, maar wordt wel warmer. Om dat hitteprobleem op te lossen, maakt de fabrikant de processor wat trager. Als we de ARM-processors vergelijken met Intel-processors, dan zien we dat de kloksnelheid van ARM veel lager is, vaak namelijk tussen de 1 en 2 GHz.

Een voordeel dat ARM heeft ten opzichte van x86 en Intel is de zogenoemde big.LITTLE-architectuur. In zo’n architectuur zijn een aantal kleinere en tragere processors gekoppeld aan een reeks krachtige en energievretende processors. Sinds 2011 heeft ARM deze architectuur, die onder andere wordt gebruikt in de Cortex A53 en A57 van ARM en ook in de A10-chip van Apple. Op de desktop en op andere apparaten waar accuduur geen rol speelt, heb je niet zo veel aan big.LITTLE.

Dan rijst de vraag: stel Intel dropt alle legacy, wat het bedrijf praktisch al gedaan heeft, waarom zijn er dan geen Intel-chips in smartphones en tablets? Daar is een aantal redenen voor. Intel Atom had het antwoord moeten zijn op ARM en de chip was in het begin erg succesvol in netbooks, maar Intel besteedde niet genoeg aandacht aan Atom. Chips voor smartphones en tablets hebben kleinere marges. Het kwam erop neer dat Intel ervoor zou moeten kiezen om Atom voorrang te geven op zijn andere chips, terwijl die hogere marges en winsten behaalden.

De eerste Intel Atom-SoC kwam overigens pas vijf jaar na de iPhone uit, tot dan toe waren er alleen Intel Atom-processors. Er moesten dus nog chips bij voor een modem, voor een touchscreencontroller en voor andere toepassingen. Intel Atom was enigszins competitief met de chips van Apple, Samsung en TMC, maar niet voor lang. De concurrentie is moordend: dankzij de ARM-licenties kunnen andere bedrijven met deze architectuur aan de slag en deze voor allerlei toepassingen geschikt maken. Uiteindelijk hakte Intel in april 2016 de knoop door en stopte het met Intel Atom-processors, na miljardeninvesteringen met als enig doel om ARM van de troon te stoten.

Verder mislukten Intels eerste stappen in apparaten met energiezuinige processors. In 2006 kwamen de eerste lichte laptops en ultrabooks uit, maar ze werden geleverd met Windows Vista en flopten. Voeg daar nog eens aan toe dat Intel in 2009 koos voor WiMAX in plaats van LTE en het plaatje is compleet. Qualcomm heeft daardoor een aanzienlijke voorsprong op LTE-modems voor mobiel. Intel heeft uiteindelijk in 2016 besloten om zelf ook ARM-processors te gaan maken.

Je laptopaccu lijkt altijd leeg te zijn op het moment dat er nergens een stopcontact te bekennen is. Met de juiste software-instellingen pers je echter makkelijk een uur extra uit je apparaat, zonder dat je daarvoor technisch onderlegd hoeft te zijn. Wij leggen uit aan welke knoppen je precies moet draaien voor maximaal resultaat.

Er is weinig irritanter dan een laptop die in de spaarstand schiet of uitvalt terwijl je in de trein net de laatste hand legt aan een belangrijk document. Veel gebruikers denken bij een snel leeglopende batterij direct dat de hardware versleten is en kijken alweer naar een nieuwe laptop. Vaak is de accu zelf echter nog prima in orde, maar gaat het besturingssysteem slordig om met de beschikbare energie. Fabrieksinstellingen zijn namelijk vaak gericht op maximale prestaties en helderheid, niet op uithoudingsvermogen. In dit artikel leer je hoe je de regie terugpakt en de energievreters in toom houdt, zodat je met een gerust hart de dag doorkomt.

Waar die energie eigenlijk naartoe lekt

Om te begrijpen hoe je accucapaciteit bespaart, moet je eerst weten waar de energie aan opgaat. De twee grootste verbruikers in een laptop zijn vrijwel altijd het beeldscherm en de processor. Het scherm vreet stroom om pixels te verlichten; hoe feller het scherm, hoe sneller de teller tikt. Daarnaast speelt de verversingssnelheid een rol. Veel moderne schermen verversen het beeld 120 keer per seconde (120 Hz). Dat kijkt heel rustig, maar kost aanzienlijk meer rekenkracht dan de standaard 60 Hz.

Onder de motorkap is de processor continu bezig met het verwerken van taken. Een veelvoorkomende misvatting is dat je handmatig alle programma's moet afsluiten om stroom te besparen. Dat is maar ten dele waar, want moderne systemen zijn heel goed in het bevriezen van apps die je niet gebruikt. Wat wél energie kost, zijn achtergrondprocessen die actief blijven synchroniseren, zoals cloudopslagdiensten of mailprogramma's die elke minuut checken op nieuwe berichten. Ook randapparatuur die stroom trekt via de usb-poort, zelfs als je deze niet actief gebruikt, snoept procenten van je lading af.

Besparen tijdens eenvoudige taken

De energiebesparende modus is je beste vriend wanneer je taken uitvoert die weinig rekenkracht vereisen. Denk hierbij aan tekstverwerken, e-mailen, webbrowsen of het invullen van spreadsheets. In deze scenario's heb je de volledige kracht van je processor en videokaart simpelweg niet nodig. Door in Windows of macOS te kiezen voor de energiebesparende modus, klokt de processor zichzelf terug. Hij werkt dan letterlijk iets langzamer, maar voor administratieve taken merk je daar in de praktijk niets van. De letters verschijnen nog steeds direct op je scherm zodra je ze typt.

Daarnaast is dit het moment om eens kritisch naar je schermhelderheid te kijken. Binnenshuis is een helderheid van 50 tot 60 procent vaak meer dan voldoende om comfortabel te kunnen werken. Werk je vooral 's avonds? Dan kan het zelfs nog lager. Ook het uitschakelen van toetsenbordverlichting levert in deze context pure winst op. Het zijn kleine percentages per uur, maar op een hele werkdag maakt dit het verschil tussen wel of niet de oplader moeten pakken.

©PXimport

Prestaties boven accuduur

Er zijn momenten waarop je de batterijbesparingsinstellingen beter uit kunt laten, of zelfs agressief moet vermijden. Zodra je aan de slag gaat met zware grafische taken, zoals videobewerking, 3D-rendering of serieuze gaming, werkt een besparingsmodus averechts. De software knijpt de toevoer van stroom naar de componenten af, wat resulteert in een haperend beeld, trage exporttijden en een frustrerende gebruikservaring.

In deze gevallen heeft de hardware ademruimte nodig om te kunnen presteren. Als je probeert te gamen op een besparingsstand, zal het systeem de prestaties van de grafische chip zo ver terugschroeven dat het spel onspeelbaar wordt. Bovendien duurt het renderen van een video in spaarstand veel langer, waardoor het scherm en de schijf langer actief moeten blijven, wat onderaan de streep soms zelfs méér energie kost dan een korte piekbelasting op vol vermogen. Hier geldt: efficiëntie door snelheid is soms zuiniger dan traagheid.

Situaties waarin instellingen het niet meer redden

Hoewel je met software veel kunt optimaliseren, zijn er harde grenzen waarbij geen enkele instelling je meer gaat redden. Je moet realistisch zijn over de fysieke staat van je apparaat.

Ten eerste is er de chemische degradatie. Als de maximale capaciteit van je accu (ook wel battery health geheten) onder de 70 procent is gezakt, kun je instellen wat je wilt, maar de rek is er fysiek uit. De batterijcellen kunnen de lading simpelweg niet meer vasthouden. Ten tweede is oververhitting een doodsteek voor je accuduur. Als de ventilatoren van je laptop continu staan te loeien omdat de koelkanalen vol stof zitten, kost dat enorm veel energie. Warmte is in feite verspilde energie. Tot slot helpt software niet als je zware externe apparaten zonder eigen voeding aansluit. Een externe harde schijf die zijn stroom via de laptop krijgt, trekt de accu leeg alsof het een rietje in een pakje sap is, ongeacht je schermhelderheid.

Creëer je eigen energieprofiel

Om echt grip te krijgen op je verbruik, moet je de instellingen afstemmen op jouw specifieke gedrag. Begin met de slaapstand-instellingen. Veel mensen laten hun laptop openstaan als ze even koffie gaan halen, waarbij het scherm zomaar tien minuten op volle sterkte blijft branden. Stel in dat het scherm al na twee of drie minuten inactiviteit uitgaat. Dat is de makkelijkste winst die je kunt boeken.

Kijk ook naar je randapparatuur. Gebruik je een externe monitor? Zorg dan dat je laptop zo is ingesteld dat het interne scherm volledig uitschakelt, en niet 'zwart maar aan' blijft staan. Gebruik je veel bluetooth-apparaten? Schakel bluetooth uit als je ze niet gebruikt; het constant scannen naar verbindingen kost stroom. Voor gebruikers met een oledscherm is er nog een extra truc: gebruik een donkere modus. Bij oledschermen verbruiken zwarte pixels namelijk helemaal geen energie, in tegenstelling tot traditionele lcd-schermen waar de achtergrondverlichting altijd aan staat.

Balans tussen snelheid en stopcontact

Het verlengen van je accuduur is uiteindelijk een balansspel tussen comfort en noodzaak. De grootste winst behaal je door de schermhelderheid te temperen en de slaapstand agressiever in te stellen, zodat je geen energie verspilt in de pauzes. Wees niet bang om de energiebesparingsmodus standaard aan te zetten voor alledaags werk; de moderne processors zijn krachtig genoeg om dat zonder haperingen op te vangen. Pas als je merkt dat je laptop traag reageert bij zwaardere taken, is het tijd om de teugels weer iets te laten vieren. Zo bepaal jij hoelang de werkdag duurt, en niet je batterij.

Een medley gebaseerd op soundtracks uit Super Mario-games van het Jazzorkest 8-Bit Big Band heeft afgelopen zondagnacht een Grammy gewonnen.

De medley ‘Super Mario Praise Break’ won een Grammy Award voor beste arrangement (instrumentaal of a capella). In de medley zijn nummers als Gusty Garden Galaxy uit Super Mario Galaxy en Bomb-Omb Battlefield uit Super Mario 64 te horen.

De 9-Bit Big Band is afkomstig uit New York en heeft al eens eerder een Grammy gewonnen voor gamemuziek. In 2022 won het orkest een Grammy voor het nummer Meta’s Knight’s Revenge uit de SNES-game Kirby Superstar.

De Grammy Awards

De Grammy Awards worden al sinds 1959 georganiseerd en worden gezien als een van de belangrijkste prijzen voor muziek ter wereld. Ze worden vaak vergeleken met de Oscars, die worden uitgereikt aan films. Dit jaar won Bad Bunny de prijs van album van het jaar, en ging Billie Eilish er vandoor met een Grammy voor nummer van het jaar. Overigens won Austin Wintory een Grammy in de categorie beste gamesoundtrack voor de soundtrack van Sword of the Sea.

De Super Mario-reeks van Nintendo valt op diverse spelcomputers van het bedrijf te spelen, waaronder de Nintendo Switch 2 en Nintendo Switch. Onder de meest recente grote hoofddelen vallen Super Mario Wonder en Super Mario Odyssey.