Qu’est-ce que l’architecture ARM ? Guide complet pour installer et utiliser Ubuntu ARM pour l’IoT, le cloud et le développement

1. Qu’est‑ce que l’architecture ARM ?

Qu’est‑ce qu’ARM ?

L’architecture ARM est une conception de processeur basée sur le RISC (Reduced Instruction Set Computing). Le RISC permet un traitement efficace avec un jeu d’instructions réduit, ce qui entraîne une consommation d’énergie plus faible, le rendant idéal pour les appareils mobiles et le matériel IoT. En revanche, l’architecture x86 utilise le CISC (Complex Instruction Set Computing), qui gère des instructions plus complexes et convient donc aux PC de bureau et aux serveurs.

Caractéristiques et avantages d’ARM

• Faible consommation d’énergie : les processeurs ARM sont très économes en énergie, ce qui les rend parfaits pour les appareils alimentés par batterie. Ils sont largement utilisés dans des dispositifs sensibles à la consommation comme le Raspberry Pi et les smartphones.
• Rentabilité : les puces ARM sont peu coûteuses à fabriquer, ce qui contribue à réduire le coût global des appareils.
• Évolutivité : ARM prend en charge une large gamme d’appareils — des cartes compactes comme le Raspberry Pi aux processeurs de niveau serveur tels que les AWS Graviton.

Compatibilité entre ARM et Ubuntu

Ubuntu, une distribution Linux open‑source, fournit un environnement optimisé pour l’architecture ARM. Les systèmes légers et efficaces alimentés par des processeurs ARM sont idéaux pour les applications IoT et cloud. En particulier, l’utilisation sur les processeurs AWS Graviton et les appareils Raspberry Pi continue de croître.

2. Comment installer Ubuntu ARM

Préparations requises

Pour installer Ubuntu sur un appareil ARM, téléchargez la version ARM64 depuis le site officiel d’Ubuntu et créez un support d’installation sur une clé USB ou une carte SD. Selon l’appareil, choisissez la version Ubuntu appropriée. Des outils comme Raspberry Pi Imager ou Etcher simplifient le processus.

Étapes d’installation

1. Télécharger Ubuntu : téléchargez le fichier image ARM64 depuis le site officiel d’Ubuntu.
2. Créer le support d’installation : écrivez l’image sur une clé USB ou une carte SD à l’aide d’un outil tel qu’Etcher.
3. Démarrer l’appareil : insérez le support et démarrez l’appareil. L’installeur se lance automatiquement.
4. Installer Ubuntu : suivez les instructions de l’installeur pour configurer la langue, la disposition du clavier et les partitions du disque.

Configurer un environnement japonais

Si vous avez besoin du support japonais, installez le pack de langue et configurez la locale avec les commandes suivantes :

sudo apt update
sudo apt install language-pack-ja
sudo update-locale LANG=ja_JP.UTF-8
sudo reboot

3. Environnement de bureau et paramètres de langue

Installation de l’environnement de bureau

Si vous souhaitez utiliser un environnement graphique au lieu d’une interface en ligne de commande uniquement, vous pouvez installer Ubuntu Desktop. Utilisez la commande ci‑dessous pour installer l’environnement de bureau et accéder à l’écran de connexion graphique après le redémarrage.

sudo apt install ubuntu-desktop -y

L’environnement de bureau devient disponible après le redémarrage.

4. Installation des outils de développement sur ARM

Installation des outils de développement

Ubuntu ARM facilite l’installation d’outils de développement. Il prend en charge divers environnements de programmation tels que le compilateur GCC et Python.

Installation du compilateur GCC

Pour installer le compilateur GCC pour ARM, exécutez la commande suivante :

sudo apt install gcc-arm-linux-gnueabihf

Cela vous permet également de mettre en place un environnement de cross‑compilation.

Installation de Python

Utilisez la commande suivante pour installer Python pour le développement :

sudo apt install python3

Cela permet de développer des scripts directement sur les appareils ARM.

5. Cas d’utilisation d’Ubuntu ARM

Applications IoT

En installant Ubuntu ARM sur un Raspberry Pi, vous pouvez créer des systèmes de gestion de capteurs et des passerelles IoT. Sa faible consommation d’énergie et son efficacité le rendent adapté au traitement de données en temps réel et à la communication réseau optimisée.

Applications cloud

Les processeurs AWS Graviton adoptent l’architecture ARM et fonctionnent extrêmement bien avec Ubuntu ARM. Ils réduisent considérablement les coûts et la consommation d’énergie, ce qui en fait une option excellente pour les environnements de cloud computing.

6. Comparaison des performances et de la consommation d’énergie

ARM vs. x86

L’architecture ARM est reconnue pour sa faible consommation d’énergie. En revanche, les processeurs x86 offrent de hautes performances mais nécessitent plus d’énergie, ce qui fait d’ARM un meilleur choix pour les appareils cloud et edge. Des appareils comme le Raspberry Pi sont idéaux pour des charges de travail de longue durée et les opérations IoT.

Consommation d’énergie et performances

ARM consomme beaucoup moins d’énergie que les processeurs x86 offrant des performances comparables, ce qui est précieux pour les serveurs cloud et les appareils edge nécessitant une informatique durable. Dans les déploiements AWS Graviton, des réductions de coûts allant jusqu’à 40 % ont été signalées par rapport aux serveurs x86 traditionnels.

7. Dépannage et problèmes courants

Problèmes d’installation courants

• Problèmes graphiques : Lors de l’installation d’Ubuntu 24.04 sur Raspberry Pi, des erreurs graphiques peuvent survenir. Modifier config.txt pour ajuster la vitesse PCIe peut aider, bien que cela ne constitue pas toujours une solution complète.
• Problèmes de configuration réseau : Des problèmes avec le Wi‑Fi ou les paramètres d’IP statique peuvent nécessiter des ajustements manuels. Vérifiez les configurations réseau à l’aide de la commande ifconfig et modifiez les fichiers de configuration associés.

Compatibilité des périphériques de stockage

L’installation peut échouer lors de l’utilisation de SSD USB ou de stockage NVMe en raison de problèmes de compatibilité. Essayez différents périphériques de stockage ou modifiez config.txt pour ajuster les paramètres de stockage.

8. Résumé et perspectives futures

On s’attend à ce que la combinaison d’ARM et d’Ubuntu se développe dans les domaines de l’IoT et du cloud computing, offrant des solutions à faible coût et efficaces. De plus en plus d’appareils et de services adopteront probablement ARM, contribuant à des écosystèmes informatiques durables.

9. Foire aux questions (FAQ)

Q : Quels appareils supportent Ubuntu ARM ?
R : Les appareils pris en charge incluent le Raspberry Pi 4 ou les modèles ultérieurs, les cartes NVIDIA Jetson et les processeurs AWS Graviton. Selon le matériel, vous pouvez choisir les éditions Desktop ou Server.

Q : Que faire en cas d’erreurs d’installation ?
R : Les erreurs peuvent provenir de problèmes graphiques ou d’incompatibilités de stockage. Ajuster la vitesse PCIe dans config.txt, changer de périphérique de stockage ou configurer manuellement les paramètres réseau peut résoudre ces problèmes.

Q : À quoi Ubuntu ARM est-il le mieux adapté ?
R : Ubuntu ARM excelle dans l’IoT et le cloud computing, où la faible consommation d’énergie est essentielle. Il fonctionne bien sur de petits appareils comme le Raspberry Pi et offre des avantages significatifs dans les environnements cloud tels qu’AWS Graviton, notamment pour le edge computing et le traitement de données en temps réel.

Q : Quels outils de développement sont disponibles sur Ubuntu ARM ?
R : Ubuntu ARM prend en charge les outils de développement courants tels que le compilateur GCC et Python. Node.js, Docker, Kubernetes et d’autres environnements fonctionnent également sur Ubuntu basé sur ARM, permettant des projets IoT, la gestion de serveurs, la cross‑compilation et le développement de services cloud.