X86 vs Arm Prozessoren: Hauptunterschiede und Vorteile

Prozessoren können eine Vielzahl von Funktionen haben, aber die Hauptfunktion ist mit unserem Motherboard verbunden und somit das "Gehirn" der Maschine, auf der die meisten Informationen verarbeitet werden. Diese Prozessoren unterscheiden sich jedoch auch voneinander. Wir werden den Unterschied zwischen ARM- und x86-Prozessoren kennen.

In diesem Artikel helfen wir Ihnen, mehr über ARM und x86 zu erfahren. Hauptsächlich sind dies die beiden häufigsten Prozessorfamilien in unserer Welt. Was sind ihre Stärken, Schwächen und Anwendungen? Fertig? Fangen wir an!

Inhaltsverzeichnis

X86-Prozessoren im Vergleich zu ARM: Hauptunterschiede und Vorteile

Computer- und Mobiltelefonprozessoren arbeiten auf unterschiedliche Weise, da jede Maschine ihre eigenen spezifischen Anforderungen und Eigenschaften hat. Bei Computern sind AMD und Intel die Haupthersteller, da die Handys von Qualcomm, Samsung oder Media Tek vertreten werden.

Intel- und AMD-Prozessoren werden auch als x86-Prozessoren bezeichnet. Beim Computing ist x86 oder 80 × 86 der generische Name für die Intel 8086- basierte Prozessorfamilie der Intel Corporation.

Die Architektur heißt x86, da die ersten Prozessoren in dieser Familie nur durch Zahlen identifiziert wurden, die mit der Sequenz "86" enden. Mit anderen Worten, wir können sagen, dass sich der Begriff x86 auf eine Familie von Befehlssatzarchitekturen bezieht, die auf dem Intel 8086 basiert.

Der Unterschied zwischen ARM und x86

Der Unterschied beginnt in der Technologie, die bei der Herstellung der Prozessoren verwendet wird. Smartphone- Systeme verwenden die ARM-Technologie, während Computer die x86-Technologie verwenden. Wir haben eine kurze Erklärung über den Betrieb und die Eigenschaften jedes einzelnen vorbereitet.

X86-Prozessoren und die CISC-Architektur

Die x86-Prozessoren wurden aus der CISC-Architektur (Complex Instruction Set Computers) entwickelt. Dieses System wird für komplexere Strukturen verwendet, dh sie erfordern mehr Arbeit in ihren Funktionen und haben mehr Elemente in ihrer Zusammensetzung, was sie ideal für Computer macht.

Ein Beispiel für die Komplexität der CSIC-Architektur kann die Hardware eines Core 17-Chips sein. Seine Zusammensetzung ist aufgrund der großen Anzahl von Teilen und Elementen ziemlich vollständig, was folglich zu mehr Funktionen für die Maschine führt.

Mit diesem Prozessortyp können mehrere Aktivitäten gleichzeitig von einem einzigen Befehl aus ausgeführt werden. CISC-Prozessoren können zahlreiche Aufgaben gleichzeitig ausführen, ohne dass einer von ihnen beschädigt wird, da diese Chips bereits dafür programmiert sind.

ARM-Prozessoren und die RISC-Architektur

Der Unterschied zwischen ARM und x86 ist hauptsächlich auf die Komplexität seiner Zusammensetzung zurückzuführen. Während x86 aus einer komplexeren Architektur entwickelt wurde, basiert ein ARM-Prozessor auf RISC (Reduced Instruction Set Computer), wie der Name selbst sagt er sagt, will einfacher sein.

Obwohl ARM-Geräte effizienter sind, verfügen sie über einige x86-Elemente, obwohl es große Unterschiede in der Art und Weise gibt, wie die beiden Prozessoren ihre Aufgaben ausführen.

Während ein CSIC-Prozessor nur einen Befehl benötigt, benötigen ARM-Prozessoren mehrere Befehle, damit einige Aktivitäten ausgeführt werden können. Da die Anweisungen jedoch einfacher sind, wird der Prozess schneller.

Der andere Unterschied zwischen ARM-Technologie und X86 besteht auch in einigen Funktionen. Computer führen Aufgaben aus, die Mobiltelefone nicht ausführen, und umgekehrt. Daher macht es wenig Sinn, einen sehr komplexen Prozessor für ein Smartphone mit kleinen Funktionen anzubieten. Es gibt also einige Prozessoren mit einzigartigen Eigenschaften.

Das Akronym ARM stammt von Advanced Risc Machine, dem Namen des Unternehmens, das gegründet wurde, um die Herstellung von Prozessoren in dieser Technologie zu lizenzieren. Der andere Unterschied zu x86-Prozessoren besteht darin, dass ARMs für einen minimalen Stromverbrauch und ohne großen Verlust an Rechenleistung ausgelegt sind.

Unglaublich, wie es scheinen mag, ARM-Prozessoren sind die weltweit am weitesten verbreiteten, von Mikrowellenherden bis zu eingebetteten Steuerungssystemen, Spielzeug, HDs und mehr. Kurz gesagt, alles muss klein sein, wenig Energie verbrauchen und Informationen effizient verarbeiten.

Ein ARM-Prozessor konzentriert sich darauf, die Anzahl der Anweisungen so gering wie möglich zu halten und diese Anweisungen so einfach wie möglich zu halten.

Einfache Anweisungen haben einige Vorteile für Hardware- und Softwareentwickler. Da die Anweisungen einfach sind, benötigen die erforderlichen Schaltungen weniger Transistoren, was zu mehr Platz für den Chip führt.

Intel 8086, der erste x86-Prozessor

Aus dieser Architektur abgeleitet, hat AMD den x86-64 entwickelt, einen großen Satz von Anweisungen, die unter anderem mehr Adressraum und mehr RAM zum Lesen ermöglichten.

Dies wurde in erster Linie durch die Erstellung einer viel einfacheren Architektur als x86-Prozessoren erreicht. Die x86 haben mehrere Verarbeitungsstufen, dh während ein Teil einen Befehl in den Speicher lädt, verarbeitet ein anderer Teil die Daten, die dieser Befehl empfangen wird, ein anderer Teil ordnet den Cache zu, um die Ausgabe zu empfangen, ein anderer stellt die anderen Befehle bereit abgeschlossen usw.

Bis alles zusammengesetzt und das Ergebnis gegeben ist. Der x86 verfügt außerdem über ein internes Programm (Mikrocode), das die Anweisungen implementiert, sodass sie vom Hersteller verbessert werden können. All dies macht den x86 sehr schnell und effizient, verbraucht jedoch mehr physischen Speicherplatz und mehr Strom.

Die Effizienz von ARM-Prozessoren

ARM-Prozessoren haben diesen Mikrocode nicht, sie haben unter anderem weniger Verarbeitungsstufen (im Allgemeinen 3 bis 8 im Vergleich zu 16 bis 32 in x86). Um den durch die Vereinfachung der ARM-Architektur verursachten Leistungsverlust auszugleichen, gibt es einige Lösungen, die die Codeausführung effizienter machen.

Zum Beispiel der Befehlssatz, den es verarbeiten kann, indem es mehr Daten pro Befehl enthält. Aus diesen Gründen können PC-Programme nicht in ARM ausgeführt werden, da die Maschinenanweisungen unterschiedlich sind.

Der Unterschied in der Praxis

Wenn Sie einen Webbrowser auf einem Computer verwenden, haben Sie die Möglichkeit, mit einer viel größeren Anzahl geöffneter Registerkarten zu arbeiten, ohne dass es zu Unterbrechungen kommt: Sie können sich unter anderem auf Ressourcen wie die Aufteilung des Bildschirms, die Wiedergabe von Videos und Audios mit Geschwindigkeit verlassen.

Andererseits wird mit einem Smartphone die Anzahl der Funktionen reduziert, Sie können nicht mit vielen Registerkarten arbeiten und die Geschwindigkeit ist auch geringer.

Unterschiede im Stromverbrauch

Der Stromverbrauch in eingebetteten Designs kann eines der wichtigsten Kriterien sein. Ein System, das für den Anschluss an eine Stromquelle wie das Stromnetz ausgelegt ist, kann normalerweise die Einschränkungen des Stromverbrauchs ignorieren. Ein mobiles Design (oder ein an eine unzuverlässige Stromquelle angeschlossenes System) kann jedoch vollständig von der Verwaltung abhängen. von Energie.

ARM- Kerne zeichnen sich durch stromsparende Designs aus, wobei viele (wenn nicht die meisten) ihrer Kerne keine Kühlkörper benötigen. Der typische Stromverbrauch beträgt weniger als 5 W, mit vielen Paketen, einschließlich GPUs, Peripheriegeräten und Speicher.

Diese geringe Verlustleistung ist nur dank der weniger verwendeten Transistoren und der relativ geringen Geschwindigkeit (im Vergleich zu herkömmlichen Desktop-CPUs) möglich. Aber auch dies (bezogen auf den vorherigen Abschnitt) wirkt sich auf die Systemleistung aus und daher werden komplexere Vorgänge länger dauern.

Intel- Kerne verbrauchen aufgrund ihrer größeren Komplexität viel mehr Strom als ARM-Kerne. Ein High-End-Intel I-7 kann bis zu 130 W Strom verbrauchen, während Intel-Notebook-Prozessoren (wie Atom und Celeron) etwa 5 W verbrauchen.

Die Prozessoren mit geringerem Stromverbrauch (die Atom-Linie) wurden für die Verwendung von sehr kostengünstigen Laptops entwickelt und integrieren keine Grafiken in den Prozessor, während die mobilen Versionen dies tun. Diejenigen, die Grafiken integrieren, haben jedoch deutlich niedrigere Taktraten (zwischen 300 MHz und 600 MHz), was zu einer geringeren Leistung führt.

Unterschiede in der Software

Wenn es um die beiden großen Namen auf dem Prozessormarkt geht, ist es schwierig, die Verfügbarkeit von Software und Toolketten zu vergleichen, da beide weit verbreitet sind.

ARM-basierte Geräte haben den Vorteil, Betriebssysteme auszuführen, die für Handys wie Android entwickelt wurden. Intel-basierte Geräte haben den Vorteil, dass praktisch jedes Betriebssystem ausgeführt werden kann, das auf einem Standard-Desktop-Computer ausgeführt werden kann, einschließlich Windows und Linux.

Auf beiden Geräten können möglicherweise dieselben Anwendungen ausgeführt werden, solange die Anwendung in einer Sprache wie Java kompiliert wurde.

ARM-basierte Systeme können derzeit jedoch nur begrenzt installiert werden, da die meisten Betriebssysteme für x86-basierte Computer geschrieben werden.

Es gibt einige Linux-Distributionen für ARM, einschließlich des berühmten Raspberry Pi-Betriebssystems, aber einige Benutzer können dies als Einschränkung empfinden. Da die ARM-Technologie immer beliebter wird, hat Microsoft eine abgespeckte Version von Windows 10 namens Windows 10 IoT Core veröffentlicht, die auf ARM-Prozessoren ausgeführt werden kann.

Unterschiede in der Anwendung

Der von Ihnen verwendete Prozessor hängt von den Anforderungen Ihres Computers ab. Wenn Sie vorhaben , eine Einzelplattenmaschine in Serie zu produzieren, deren Ziel es ist, kostengünstig zu sein, ist ARM die einzige echte Option.

Wenn eine leistungsstarke Plattform geplant ist, ist Intel oder AMD die beste Option. Wenn Energieeinsparung ein Problem darstellt, ist ARM möglicherweise die beste Option. Es gibt jedoch Intel-Prozessoren, die über eine hohe Verarbeitungsleistung bei gleichzeitig geringer Verlustleistung verfügen.

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Für Projekte, die keine komplexen Anzeigen erfordern (wie Monitore), ist ARM höchstwahrscheinlich die Option. Dies hängt von mehreren Faktoren ab, einschließlich der Kosten für ARM-Mikrocontroller, der verfügbaren Pakete und der großen Vielfalt, die von mehreren Anbietern angeboten wird. Wir empfehlen Ihnen, sich alles anzusehen, was wir über Raspberry Pi 3 geschrieben haben.

Insgesamt produzieren sowohl Intel als auch ARM wunderbare Maschinen mit einer Vielzahl integrierter Controller und Peripheriegeräte. Jeder Typ, ARM oder x86, passt in eine eigene Nische. Obwohl bereits Informationen bekannt sind, die sowohl Apple als auch Microsoft in ihren Konzepten für "2-in-1-Tablets" verwenden werden, wird diese Art von Prozessoren die Autonomie tragbarer Geräte erheblich erhöhen. Was halten Sie von unserem Artikel über x86-Prozessoren im Vergleich zu ARM? Wir möchten Ihre Meinung wissen!