深入解析-ARM与Intel处理器之间的核心差异与独特之处

深入解析-ARM与Intel处理器之间的核心差异与独特之处

目前,ARM和英特尔处理器为我们绝大多数的电子设备提供动力。虽然具有相同的目的,但这两种处理器都是基于不同的架构,这影响了程序的开发和芯片的制造方式。

通常情况下,ARM处理器用于手持设备,如智能手机,而英特尔处理器用于台式电脑和笔记本电脑。然而,许多计算机制造商现在也在推出由ARM驱动的计算机。一个最简单的例子是苹果M1和M2处理器,它为几款Mac和MacBook型号提供动力。

那么,ARM和英特尔的处理器究竟有什么不同?

图片[1]-深入解析-ARM与Intel处理器之间的核心差异与独特之处

Arm与英特尔:统治数字世界的科技公司

Arm和英特尔是两家为不同市场制造不同微处理器的巨型科技公司。英特尔为个人电脑和笔记本电脑制造高性能处理器,而Arm主要为智能手机、平板电脑、可穿戴技术和各种智能家居设备等低功率设备制造ARM处理器。

注意:

Arm是公司,而ARM是处理器。因此,当谈论设计微处理器的公司时,你应该看到Arm。但如果我们谈论的是Arm制造的处理器,你应该看到ARM。

与英特尔设计和制造其芯片不同,Arm是一家设计ARM处理器的公司,并将这些设计授权给各家公司。这就是为什么你会发现许多基于ARM的智能手机处理器由不同的公司制造,如骁龙、联发科、Exynos和Tensor。

2012年,英特尔试图通过其英特尔凌动SoC制造智能手机处理器,但基本上没有成功。这导致该公司减少了对制造手持式处理器的关注,继续专注于PC市场。

另一方面,Arm在为低功率笔记本电脑和单板计算机设计处理器方面确实取得了一些成功,但仍然没有渗透到桌面PC市场。然而,值得注意的是,由Arm帮助设计的苹果M1芯片已经显示出是有能力的处理器,这证明ARM处理器可以与英特尔和AMD的x86芯片竞争。

那么,什么是x86英特尔处理器,它与ARM处理器有什么不同?

ARM和英特尔处理器之间的区别

ARM处理器主要用于移动设备,而英特尔处理器主要用于个人电脑。尽管英特尔和ARM都可能计划为这两个市场设计处理器,但它们的差异使它们更适合于特定的应用。尽管这两种处理器都是电子设备的大脑,但它们在许多方面都有不同;它们最大的一些差异将包括以下内容。

指令集结构(ISA)

为什么ARM处理器主要用于手持设备,而英特尔处理器用于个人电脑,很大一部分原因是它们使用了不同的ISA。

有两种类型的ISA。它们是复杂指令集计算(CISC)和精简指令集计算(RISC)。CISC是一种ISA,在这种ISA中,微处理器被设计用来快速处理复杂的任务和计算,以低功率效率为代价。相比之下,RISC是一种ISA,其中处理器被设计为处理较简单的指令,但功率效率高。

英特尔处理器使用其基于CISCISA的x86架构,而ARM处理器使用其使用RISCISA的ARM架构。x86和ARMISA都是闭源的ISA。因此,没有英特尔或Arm提供的许可证,任何公司或个人都不能使用这些架构设计处理器。

软件兼容性/支持

由于x86和ARMISA是基于两种截然不同的设计理念(RISC和CISC),为英特尔芯片制作的软件不能被ARM处理器原生处理,反之亦然。在一个特定的架构上开发的大部分程序确保了消费者会购买一个公司的处理器,只是因为他们可使用的应用程序数量太多。

如果你曾经在市场上购买过新的桌面CPU,你可能已经注意到,你唯一的选择是英特尔或AMD处理器。这是因为大多数计算机程序是为X86处理器设计的。由于只有英特尔和AMD(拥有x86的使用许可)可以原生地运行这些程序,它们已经成功地在PC处理器市场上形成了双重垄断。

另一方面,ARM处理器垄断了智能手机处理器,因为智能手机的操作系统和应用程序已经被专门编程以在ARM处理器上运行。虽然其他基于RISC的处理器与ARM相抗衡,但ARM已经有大量的应用程序,这也是它们今天被用于几乎所有现代智能手机的原因。

如果Arm想在PC市场上分一杯羹,它必须说服开发者移植或从头开始设计应用程序,以便在其ARM处理器上原生运行。尽管微软Windows已经支持ARM处理器,但ARM仍然需要找到一种方法来运行人们日常使用的软件,以说服公众为其PC购买ARM处理器。

性能

关于CPU性能,英特尔处理器的原始性能将明显优于ARM公司基于RISC的处理器。由于基于CISC的处理器被设计用来同时完成复杂的任务,因此它们需要更快的时钟速度,这意味着更高的原始性能。

另一方面,ARM处理器比英特尔处理器快得多,因为它们被设计用来处理简单的任务,不需要与英特尔的同类产品一样的时钟速度。

效率

虽然在原始性能方面有所欠缺,但ARM处理器在效率方面比英特尔更有优势。

基于CISC的处理器(如英特尔的x86芯片)在很大程度上依赖硬件来处理复杂任务。高性能的处理器需要大量的电力、充分的冷却和复杂的制造,这使得它们非常昂贵。

另一方面,基于ARM的处理器在硬件和软件上都进行了优化,这使得它们成为高效的处理器,只需要很少的能量。需要很少的能量来运行也意味着相对较低的热量,这使得ARMCPU可以被嵌入到片上系统(SoC)中。

SoC将CPU、GPU、RAM、DSP和电信调制解调器结合在一个芯片中。所有重要的固态组件都在一个芯片中,这使得ARM的处理效率很高,因为数据不需要为SoC中的每个组件进行远距离处理。

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ARM与英特尔哪种处理器更好?

由于英特尔和ARM为不同的市场制造不同类型的处理器,因此很难在性能和效率方面对两种处理器进行比较。虽然基于CISC的处理器决定了其复杂任务的处理器性能更高,但这并不一定意味着它的性能会超过为PC设计的高效RISC处理器。

尽管如此,苹果公司基于ARM的M1和M2计算机效率很高,而且相对强大。众多测试表明,即使是其基本型号的M1MacBookAir也能胜过类似规格的基于CISC的Windows笔记本电脑。

然而,由于大多数计算机运行Windows,许多开发者发现为CISC处理器创建应用程序更有利可图。这也是为什么Mac在应用程序和AAA游戏方面通常选择较少。

然而,在谈到智能手机和平板电脑处理器时,情况并非如此。尽管英特尔的AtomSoC很省电,但就每瓦特的性能而言,它们就是不如ARM的同类产品好。由于这个原因,当涉及到智能手机市场时,ARM处理器仍然更好。

基于ARM的芯片正在缓慢地获得更多的优势

就在十年前,即使是英特尔的入门级基于CISC的处理器也远比顶级的基于ARM的芯片强大。然而,情况不再是这样了。苹果已经用其M1和M2芯片证明,基于ARM的CPU可以和英特尔的竞争产品一样有能力,甚至更有能力。

尽管如此,这并不意味着基于CISC的x86芯片即将消失。鉴于运行这些芯片的计算机数量众多,Arm的ARM芯片要想取代英特尔的x86产品还需要时间。但是,随着ARM处理器的功能越来越强大,价格越来越便宜,它的采用率会越来越高,很快你就会发现,ARMCPU正在为市场上的大多数计算机提供动力。

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