理解ARM和x86处理核的区别

ARM和X86是地球上的两个最常见的处理器家庭。他们的优势，劣势和应用是什么？

多年来，ARM(最初是Acorn RISC Machines，现在是Advanced RISC Machines)一直是现代微处理器和嵌入式设计的中心。由于专注于低功耗和简单的指令集，移动设备尤其从处理器设计中获益良多。

但是几年前，树莓派首次亮相，它拥有一个包含700MHz ARM核心的Broadcom SoC。ARM核心本身就以低成本和简单而著称。

就英特尔而言，它主要生产针对高性能和高吞吐量环境的处理器，包括台式机、笔记本电脑、服务器，甚至超级计算机。但这不再是英特尔的情况拥抱移动/低电源市场有很多移动处理器，包括英特尔原子系列(Windows 10平板电脑的主要处理器之一)。

两个处理器系列具有许多差异，包括其处理电源，功耗，软件和应用。让我们来看看。

处理能力的差异

臂处理器适合一个名为RISC的家庭它代表简化指令集计算。

RISC处理器专注于保持尽可能少的指令数，同时也保持这些指令尽可能简单。简单的说明对于硬件和软件工程师都有一些优势。由于指令简单，所需的电路需要更少的晶体管，导致更多芯片空间和/或芯片。因此，ARM处理器通常将集成许多外围设备，包括图形处理单元，该图形处理单元具有允许覆盆子PI的计算机具有这么少的组件。

但简单的指令是有代价的。执行任务需要更多的指令，这导致内存消耗的增加和更长的执行时间。然而，ARM处理器用更快的处理器和流水线来弥补增加的执行时间。

英特尔处理器通常用于桌面环境。图片由英特尔自由媒体[CC-BY 2.0]

另一方面，Intel处理器适合一个名为CISC的家庭，该系列代表复杂的指令集计算。

与RISC计算机不同，CISC上的指令更侧重于执行具有大量灵活性的复杂任务。

例如，许多基于risc的机器在寄存器之间执行操作，这通常需要程序在执行操作之前将变量加载到寄存器中。然而，基于cisc的机器能够(或应该)在寄存器之间、寄存器和内存单元之间，甚至内存单元之间执行操作。其他常见的操作包括浮点数乘法、桶滚、单指令循环、复杂内存操作、内存搜索等等。

功耗的差异

嵌入式设计中的功耗可以是最重要的标准之一。设计用于连接到诸如电源电源的电源的系统通常可以忽略功耗约束，但是连接到不可靠电源的移动设计（或连接到不可靠电源）可以完全依赖于电源管理。

ARM内核擅长于低功耗设计因为它们的许多核心(如果不是大多数的话)不需要散热器。它们的典型功耗低于5W，包含许多软件包，包括gpu、外设和内存。如此小的功耗是由于使用较少的晶体管和相对较低的速度(与普通桌面cpu相比)。但是(与前一节相关)，这将影响系统的性能，因此更复杂的操作将花费更长的时间。

ARM处理器是着名的强大。图片由Isee提供[3.0 CC冲锋队]

由于它们的复杂性增加，英特尔核心消耗比ARM核心更多的功率。高端英特尔I-7可以消耗多达130W的功率，而移动英特尔处理器（例如Atom和Celeron）在6W至30W之间消耗任何位置。用于笔记本电脑使用的最低功耗处理器（原子线），不将图形集成到处理器中，而移动版本会进行。然而，集成图形的那些具有显着较低的时钟速度（300MHz至600MHz），这导致吞吐量较小。

不同的软件

当提到处理器市场上的两大品牌时，比较软件可用性和工具链是很困难的，因为两者都被大量使用。基于arm的设备具有运行为Android等移动设备设计的操作系统的优势。基于英特尔的设备的优势是可以运行任何可以在标准台式机上运行的操作系统，包括Windows和Linux。只要应用程序是用依赖于虚拟机(如Java)的语言编译的，这两个设备就可能运行相同的应用程序。

这两个架构都有很多软件可用。图片由Socram8888提供[CC 2.0]

但是，基于ARM的系统是目前只局限于可以安装的操作系统因为大多数操作系统都是为基于x86的计算机编写的。一些针对arm的Linux发行版确实存在——包括著名的树莓派操作系统——但一些用户可能会发现这有限制。

自从武器变得越来越受欢迎，微软发布了精简版的Windows 10称为Windows 10 IOT核心，可以在ARM处理器上运行。

不同的应用程序

您使用的处理器取决于您的嵌入式和/或单板计算机要求。如果您的计划是批量生产单板计算机，其目标是成本低的，那么唯一的真实选择就是ARM。如果计划是拥有一个强大的平台，那么英特尔是最好的方法。如果动力节约是一个问题，那么ARM可以是最佳选择，但是有英特尔处理器可以在提供低功耗的同时具有强大的处理能力。

对于不需要复杂显示的项目（例如监视器），ARM最有可能成为选择。这归结为若干因素，包括ARM微控制器的成本，可用的套餐以及多个供应商提供的各种各样的产品。英特尔确实产生了微控制器（例如，运行X86架构的Quark D2000范围），但这些只能在没有原型化的包装中使用。但是，如果可用回流烤箱，那么夸克微控制器可能是潜在的候选者。

总的来说，英特尔和ARM都生产出了各种各样的集成控制器和外围设备。每一种类型，ARM或Intel，都有自己的细分市场。