X86 versus armprocessors: belangrijkste verschillen en voordelen

Processors kunnen talloze functies hebben, maar de belangrijkste is verbonden met ons moederbord en is dus "het brein" van de machine waar de meeste informatie wordt verwerkt. Toch verschillen deze processors ook van elkaar. We gaan het verschil weten tussen ARM- en x86-processors.

In dit artikel helpen we je meer te leren over ARM en x86. Dit zijn voornamelijk de twee meest voorkomende processorfamilies in onze wereld. Wat zijn de sterke en zwakke punten en toepassingen? Klaar? Laten we beginnen!

Inhoudsindex

X86-processors versus ARM: belangrijkste verschillen en voordelen

Computer- en mobiele-telefoonprocessors werken op verschillende manieren, omdat elke machine zijn eigen specifieke behoeften en kenmerken heeft. In het geval van computers zijn de belangrijkste fabrikanten AMD en Intel, aangezien de mobiele telefoons worden vertegenwoordigd door Qualcomm, Samsung of Media Tek.

Intel- en AMD-processors staan ​​ook bekend als x86-processors. In computers is x86 of 80 × 86 de generieke naam voor de Intel 8086- gebaseerde processorfamilie van Intel Corporation.

De architectuur wordt x86 genoemd omdat de eerste processors in deze familie alleen werden geïdentificeerd door nummers die eindigden met de reeks "86". Met andere woorden, we kunnen zeggen dat de term x86 verwijst naar een familie van instructiesetarchitectuur, gebaseerd op de Intel 8086.

Het verschil tussen ARM en x86

Het verschil begint in de technologie die wordt gebruikt bij de productie van de processors. Smartphone- systemen gebruiken ARM-technologie, terwijl computers x86-technologie gebruiken. We hebben een korte uitleg opgesteld over de werking en kenmerken van elk.

X86-processors en de CISC-architectuur

De x86-processors zijn ontwikkeld vanuit de CISC-architectuur (Complex Instruction Set Computers). Dit systeem wordt gebruikt voor complexere structuren, dat wil zeggen dat ze meer werk vergen in hun functies en meer elementen in hun samenstelling hebben, waardoor ze ideaal zijn voor computers.

Een voorbeeld van de complexiteit van de CSIC-architectuur kan de hardware van een Core 17-chip zijn.De samenstelling is vrij compleet vanwege het grote aantal onderdelen en elementen, wat zich vertaalt in meer functies voor de machine.

Met dit type processor kunnen meerdere activiteiten tegelijkertijd plaatsvinden vanuit een enkele instructie. CISC-processors kunnen meerdere taken tegelijkertijd uitvoeren zonder dat ze worden beschadigd, omdat deze chips er al voor zijn geprogrammeerd.

ARM-processors en de RISC-architectuur

Het verschil tussen ARM en x86 is voornamelijk te wijten aan de complexiteit van de samenstelling, terwijl x86 is ontwikkeld vanuit een complexere architectuur, is een ARM-processor gebaseerd op RISC (Reduced Instruction Set Computer), die als de naam zelf is zegt hij, wil eenvoudiger zijn.

Ondanks dat ze meer gestroomlijnd zijn, hebben ARM-apparaten wel enkele x86-elementen, hoewel er veel verschil is in de manier waarop de twee processors hun taken uitvoeren.

Hoewel een CSIC-processor slechts één opdracht nodig heeft, hebben ARM-processors meerdere opdrachten nodig, zodat enige activiteit kan worden uitgevoerd. Omdat de instructies echter eenvoudiger zijn, wordt het proces sneller.

Het andere verschil tussen ARM-technologie en X86 zit ook in sommige van de functies. Computers voeren taken uit die mobiele telefoons niet uitvoeren en omgekeerd, dus het heeft weinig zin om een ​​zeer complexe processor aan te bieden voor een smartphone met kleine functies. Er zijn dus enkele processors met unieke kenmerken.

De afkorting ARM komt van Advanced Risc Machine, de naam van het bedrijf dat is opgericht om de fabricage van processoren in deze technologie in licentie te geven. Het andere verschil met x86-processors is dat ARM's zijn ontworpen om een ​​minimaal stroomverbruik te hebben en zonder veel verlies van verwerkingskracht.

Hoe ongelooflijk het ook lijkt, ARM-processors worden het meest gebruikt in de wereld, variërend van magnetrons tot ingebedde controlesystemen, speelgoed, HD's en meer. Kortom: alles moet klein zijn, weinig energie verbruiken en informatie efficiënt verwerken.

Een ARM-processor richt zich op het zo laag mogelijk houden van het aantal instructies en het zo eenvoudig mogelijk houden van die instructies.

Eenvoudige instructies hebben enkele voordelen voor zowel hardware- als software-ingenieurs. Omdat de instructies eenvoudig zijn, hebben de benodigde circuits minder transistors nodig, wat resulteert in meer ruimte voor de chip.

Intel 8086, de eerste x86-processor

Afgeleid van deze architectuur heeft AMD de x86-64 ontwikkeld, een grote set instructies die meer adresruimte mogelijk maakte, waardoor meer RAM kon worden gelezen, naast andere implementaties.

Dit werd in de eerste plaats bereikt door een veel eenvoudigere architectuur te creëren dan x86-processors. De x86 heeft verschillende verwerkingsfasen, dat wil zeggen, terwijl het ene deel een instructie in het geheugen laadt, een ander deel de gegevens verwerkt die deze instructie zal ontvangen, een ander wijst de cache toe om de uitvoer te ontvangen, een ander geeft de andere instructies om te zijn voltooid, etc.

Tot alles in elkaar zit en het resultaat geeft. De x86 heeft ook een intern programma (microcode) dat de instructies implementeert, waardoor ze door de fabrikant kunnen worden verbeterd. Dit alles maakt de x86 erg snel en efficiënt, maar hij verbruikt meer fysieke ruimte en verbruikt meer stroom.

De efficiëntie van ARM-processors

ARM-processors hebben deze microcode niet, ze hebben minder verwerkingsfasen (over het algemeen 3 tot 8, vergeleken met 16 tot 32 in x86), naast andere vereenvoudigingen. Maar om het prestatieverlies dat wordt veroorzaakt door het vereenvoudigen van de ARM-architectuur te compenseren, hebben ze enkele oplossingen die de uitvoering van code efficiënter maken.

Bijvoorbeeld de set instructies die het kan verwerken, door het te doen met meer gegevens per instructie. Om deze redenen kunnen pc-programma's niet in ARM worden uitgevoerd, omdat de machine-instructies anders zijn.

Het verschil in de praktijk

Als u een webbrowser op een computer gebruikt, heeft u de mogelijkheid om met een veel groter aantal geopende tabbladen te werken zonder dat er geen stops zijn: u kunt rekenen op bronnen zoals de indeling van het scherm, het afspelen van video's en audio met snelheden en andere details.

Aan de andere kant, met een smartphone wordt het aantal functies verminderd, je kunt niet met veel tabbladen werken en de snelheid is ook minder.

Verschillen in elektriciteitsverbruik

Stroomverbruik in embedded ontwerpen kan een van de belangrijkste criteria zijn. Een systeem dat is ontworpen om te worden aangesloten op een stroombron, zoals het openbare stroomnet, kan doorgaans de beperkingen van het stroomverbruik negeren, maar een mobiel ontwerp (of een ontwerp dat is aangesloten op een onbetrouwbare stroombron) kan volledig afhankelijk zijn van beheer. van energie.

ARM- kernen blinken uit in ontwerpen met een laag vermogen waarbij veel (zo niet de meeste) van hun kernen geen heatsinks vereisen. Het typische stroomverbruik is minder dan 5 W, met veel pakketten, waaronder GPU's, randapparatuur en geheugen.

Deze kleine vermogensdissipatie is alleen mogelijk dankzij de minder gebruikte transistors en de relatief lagere snelheden (vergeleken met gewone desktop-CPU's). Maar nogmaals (gerelateerd aan de vorige sectie) dit heeft een impact op de systeemprestaties en daarom zullen complexere bewerkingen langer duren.

Intel- kernen verbruiken veel meer stroom dan ARM-kernen vanwege hun grotere complexiteit. Een high-end Intel I-7 kan tot 130 W aan stroom verbruiken, terwijl Intel-notebookprocessors (zoals Atom en Celeron) ongeveer 5 W verbruiken.

Ontworpen voor het gebruik van zeer goedkope laptops, integreren de processors met een lager energieverbruik (de Atom-lijn) geen grafische afbeeldingen in de processor, terwijl de mobiele versies dat wel doen. Degenen die grafische afbeeldingen integreren, hebben echter aanzienlijk lagere kloksnelheden (tussen 300 MHz en 600 MHz), wat resulteert in lagere prestaties.

Verschillen in software

Als het gaat om de twee grote namen op de processormarkt, is het moeilijk om de beschikbaarheid van software- en toolketens te vergelijken, omdat beide veel worden gebruikt.

Op ARM gebaseerde apparaten hebben het voordeel dat ze besturingssystemen gebruiken die zijn ontworpen voor mobiele telefoons zoals Android. Op Intel gebaseerde apparaten hebben het voordeel dat ze vrijwel elk besturingssysteem kunnen draaien dat op een standaard desktopcomputer kan draaien, inclusief Windows en Linux.

Beide apparaten kunnen mogelijk dezelfde applicaties uitvoeren zolang de applicatie is gecompileerd in een taal als Java.

Op ARM gebaseerde systemen zijn momenteel echter beperkt in welke besturingssystemen kunnen worden geïnstalleerd, omdat de meeste besturingssystemen worden geschreven voor x86-computers.

Er bestaan ​​enkele Linux-distributies voor ARM, waaronder het beroemde Raspberry Pi-besturingssysteem, maar sommige gebruikers vinden dit misschien een beperking. Naarmate ARM-technologie steeds populairder wordt, heeft Microsoft een afgeslankte versie van Windows 10 uitgebracht, Windows 10 IoT Core genaamd, die op ARM-processors kan draaien.

Verschillen in toepassing

De processor die u gebruikt, is afhankelijk van de vereisten van uw computer. Als u van plan bent een machine met één plaat in massa te produceren met als doel goedkoop te zijn, dan is de enige echte optie ARM.

Als het plan is om een ​​krachtig platform te hebben, dan is Intel of AMD de beste optie. Als energiebesparing een probleem is, dan is ARM misschien de beste optie, maar er zijn Intel-processors die over een hoge verwerkingskracht beschikken en tegelijkertijd een laag energieverbruik bieden.

We raden u aan de beste processors op de markt te lezen

Voor projecten waarvoor geen complexe beeldschermen nodig zijn (zoals monitoren), is ARM waarschijnlijk de optie. Dit komt door verschillende factoren, waaronder de kosten van ARM-microcontrollers, welke pakketten beschikbaar zijn en de grote verscheidenheid die door meerdere leveranciers wordt aangeboden. We raden je aan om eens te kijken naar alles wat we over Raspberry Pi 3 hebben geschreven.

Over het algemeen produceren zowel Intel als ARM prachtige machines met een breed scala aan geïntegreerde controllers en randapparatuur. Elk type, ARM of x86, past in zijn eigen nis. Hoewel er al informatie lekt die zowel Apple als Microsoft zullen gebruiken in hun concepten van "2-in-1 tablets", zullen dit type processors de autonomie van draagbare apparatuur aanzienlijk vergroten. Wat vind je van ons artikel over x86-processors versus ARM? We willen jouw mening weten!