Az ARM és az x86 feldolgozó magok közötti különbségek megértése

Android-x86 8.1-rc1 (Oreo-x86) (Július 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Az ARM és az x86 feldolgozó magok közötti különbségek megértése


Az ARM és az x86 a két leggyakoribb processzorcsalád a bolygón. Melyek az erősségeik, gyengeségeik és alkalmazásuk?

Évek óta az ARM (eredetileg az Acorn RISC gépek, de most az Advanced RISC gépek) a modern mikroprocesszorok és a beágyazott formatervezés középpontjában állt. Az alacsony energiafogyasztásra és egy egyszerű utasításkészletre összpontosítva a mobil eszközök különösen nagy előnyhöz jutottak a processzor tervezésében.

De néhány évvel ezelőtt a Raspberry Pi debütált, egy Broadcom SoC-t büszkélkedve, amely 700 MHz-es ARM magot tartalmazott. Az ARM mag önmagában alacsony költséggel és egyszerűséggel büszkélkedhet.

Az Intel főként nagy teljesítményű és nagy teljesítményű processzorokat fejlesztett elő, többek között asztali PC-k, laptopok, szerverek és akár szuperszámítógépek. De ez már nem így van, mivel az Intel számos mobil processzorral, köztük az Intel Atom sorozattal (a Windows 10 tablettát futtató fő processzorokkal) foglalkozik.

A két processzorcsaládnak számos különbsége van, beleértve a feldolgozási teljesítményt, az energiafogyasztást, a szoftvereket és az alkalmazásokat. Lássuk.

A feldolgozási teljesítmény különbségei

Az ARM processzorok a RISC nevű családba illeszkednek, amely a Reduced Instruction Set Computing-t jelenti.

A RISC processzor a lehető legkevesebb az utasítások számának megtartására összpontosít, miközben az utasításokat a lehető legegyszerűbb módon tartja. Az egyszerű utasítások mind a hardverek, mind a szoftverfejlesztők számára előnyösek. Mivel az utasítások egyszerűek, a szükséges áramkör kevesebb tranzisztort igényel, ami több chipteret és / vagy kisebb chipeket eredményez. Emiatt az ARM processzorok tipikusan számos perifériát integrálnak, beleértve a grafikus feldolgozó egységeket, amelyek lehetővé tették a Raspberry Pi számára olyan kevés komponensek használatát.

De az egyszerű utasítások költségesek. További feladatokra van szükség a feladatok elvégzéséhez, ami növeli a memóriafelhasználást és a hosszabb végrehajtási időt. Az ARM processzor azonban gyorsabb processzorokkal és csővezetékekkel növeli a végrehajtási időt.

Az Intel processzorokat általában az asztali környezetekben találják meg. Az Intel ingyenes nyomdája (CC-BY 2.0)

Az Intel processzorok egy CISC nevű családba illeszkednek, amely a Complex Instruction Set Computing-ot jelenti.

A RISC számítógéptől eltérően a CISC-ben elérhető utasítások nagyobb hangsúlyt fektetnek a komplex feladatok elvégzésére.

Például sok RISC-alapú gép végez műveleteket a regiszterek között, ami általában azt követeli meg, hogy a program a változók regiszterbe történő betöltését végezze a művelet végrehajtása előtt. Egy CISC-alapú gép azonban képes (vagy lehet) képes műveleteket végezni regiszterek, regiszter és memóriahely között, sőt a memóriahelyeken is. Más közös műveletek közé tartozik a lebegőpontos számok, a hordó tekercsek, az egyszeres oktatási hurkok, a komplex memória-manipuláció, a memóriakeresések és sok más.

A villamosenergia-fogyasztás különbségei

A beágyazott tervek energiafogyasztása lehet az egyik legfontosabb kritérium. Egy olyan rendszer, amelyet úgy terveztek, hogy egy áramforráshoz csatlakoztatható, mint például a villamos energia, jellemzően figyelmen kívül hagyhatja az áramfogyasztási korlátokat, de a mobil design (vagy egy megbízhatatlan áramforráshoz csatlakoztatva) teljesen függ az energiafelügyelettől.

Az ARM magok kis teljesítményű kivitelben excelnek sok magjukkal (ha nem a legtöbb), amelyek nem igényelnek hőcserét. Tipikus energiafogyasztása kevesebb, mint 5W sok csomaggal, beleértve a GPU-kat, a perifériákat és a memóriát. Az ilyen kis energiaelosztás csak a kevésbé használt tranzisztorok és a viszonylag alacsonyabb sebességek miatt lehetséges (a közös asztali CPU-khoz képest). De ismét (az előző szakaszhoz kapcsolódóan) ez hatással van a rendszer teljesítményére, ezért a bonyolultabb műveletek hosszabb ideig tartanak.

Az ARM processzorok híresek. Az ISEE jóvoltából (CC BY-SA 3.0)

Az Intel magok sokkal több energiát fogyasztanak, mint az ARM magok, mivel megnövekedett összetettségük. A csúcskategóriás Intel I-7 akár 130 W teljesítményt is képes fogyasztani, míg a mobil Intel processzorok (például az Atom és a Celeron) 6W és 30W között bárhol fogyasztanak. A legalacsonyabb energiaigényű processzorok (az Atom vonal), amelyeket laptop használnak, nem integrálják a grafikát a processzorba, míg a mobil verziók nem. Azok azonban, amelyek a grafikát integrálják, jelentősen csökkentik az órajelsebességet (300 MHz-től 600 MHz-ig), ami kisebb átbocsátást eredményez.

Különbségek a szoftverben

Amikor a processzorok piacán két nagy név van, a szoftverek rendelkezésre állásának és az eszközkatalógusok összehasonlítása nehéz, mivel mindkettőt nagymértékben használják. Az ARM-alapú eszközök előnye az olyan mobiltelefonokra tervezett operációs rendszerek futtatása, mint az Android. Az Intel alapú eszközöknek előnye az, hogy minden olyan operációs rendszert futtatnak, amely szabványos asztali számítógépen futhat, beleértve a Windows és a Linux operációs rendszert is. Mindkét eszköz potenciálisan ugyanazokat az alkalmazásokat futtathatja, ha az alkalmazás olyan nyelven fordul elő, amely egy virtuális gépen, mint a Java.