1. Различия в вычислительной мощности
2. Процессоры Intel обычно встречаются в настольных средах. Изображение предоставлено Intel Free Press [ CC-BY 2.0 ]
3. Различия в потребляемой мощности
4. Процессоры ARM чрезвычайно мощные. Изображение предоставлено ISEE [ CC BY-SA 3.0 ]
5. Различия в программном обеспечении
6. Обе архитектуры имеют хороший набор программного обеспечения. Изображение предоставлено Socram8888 [ CC BY 2.0 ]
7. Отличия в приложении

ARM и x86 - два самых распространенных семейства процессоров на планете. Каковы их сильные и слабые стороны?

В течение многих лет ARM (первоначально Acorn RISC Machines, но теперь Advanced RISC Machines) была в центре современных микропроцессоров и встроенного дизайна. Сосредоточив внимание на низком энергопотреблении и простом наборе инструкций, мобильные устройства, в частности, получили огромную выгоду от конструкции процессора.

Но несколько лет назад Raspberry Pi дебютировал, представив SoC Broadcom, который включал 700MHz ARM ядро. Само ядро ​​ARM может похвастаться низкой стоимостью и простотой.

Intel, со своей стороны, в основном производила процессоры, предназначенные для высокопроизводительных и высокопроизводительных сред, включая настольные ПК, ноутбуки, серверы и даже суперкомпьютеры. Но это уже не так, как Intel охват рынка мобильной связи / малой мощности со многими мобильными процессорами, в том числе Серия Intel Atom (один из основных процессоров для питания планшетов с Windows 10).

Два семейства процессоров имеют много различий, включая их вычислительную мощность, энергопотребление, программное обеспечение и приложения. Давайте взглянем.

Различия в вычислительной мощности

Процессоры ARM вписываются в семью под названием RISC что означает сокращенный набор команд вычислений.

Процессор RISC направлен на то, чтобы максимально сократить количество инструкций, а также максимально упростить эти инструкции. Простые инструкции имеют некоторые преимущества как для аппаратного, так и для программного обеспечения. Поскольку инструкции просты, для требуемой схемы требуется меньше транзисторов, что приводит к увеличению места для микросхем и / или микросхем меньшего размера. Из-за этого процессоры ARM обычно объединяют множество периферийных устройств, включая графические процессоры, что позволяет компьютерам, таким как Raspberry Pi, иметь так мало компонентов.

Но простые инструкции приходят за плату. Для выполнения задач требуется больше инструкций, что приводит к увеличению потребления памяти и увеличению времени выполнения. Тем не менее, процессор ARM компенсирует увеличенное время выполнения благодаря более быстрым процессорам и конвейерной обработке.

Процессоры Intel обычно встречаются в настольных средах. Изображение предоставлено Intel Free Press [ CC-BY 2.0 ]

Процессоры Intel, с другой стороны, вписываются в семейство CISC, которое означает Computing Set Instruction Set Computing.

В отличие от компьютеров RISC, инструкции, доступные на CISC, больше ориентированы на выполнение сложных задач с большой степенью гибкости.

Например, многие машины на основе RISC выполняют операции между регистрами, что обычно требует, чтобы программа загружала переменные в регистры перед выполнением операции. Однако машина на основе CISC может (или должна) выполнять операции между регистрами, между регистром и ячейкой памяти и даже между ячейками памяти. Другие распространенные операции включают в себя умножение с числами с плавающей запятой, броски бочек, одиночные циклы команд, сложные манипуляции с памятью, поиск в памяти и многое другое.

Различия в потребляемой мощности

Потребляемая мощность во встроенных конструкциях может быть одним из наиболее важных критериев. Система, которая предназначена для подключения к источнику питания, например к электросети, обычно может игнорировать ограничения по потребляемой мощности, но мобильная конструкция (или подключенная к ненадежному источнику питания) может полностью зависеть от управления питанием.

Ядра ARM превосходны в конструкциях с низким энергопотреблением со многими их ядрами (если не с большинством), не требующими радиаторов. Их типичное энергопотребление составляет менее 5 Вт для многих пакетов, включая графические процессоры, периферийные устройства и память. Такое небольшое рассеяние мощности возможно только из-за меньшего количества используемых транзисторов и относительно более низких скоростей (по сравнению с обычными настольными процессорами). Но опять же (в связи с предыдущим разделом), это влияет на производительность системы и, следовательно, более сложные операции занимают больше времени.

Процессоры ARM чрезвычайно мощные. Изображение предоставлено ISEE [ CC BY-SA 3.0 ]

Ядра Intel потребляют намного больше энергии, чем ядра ARM из-за их повышенной сложности. Высокопроизводительный процессор Intel I-7 может потреблять до 130 Вт энергии, тогда как мобильные процессоры Intel (такие как Atom и Celeron) потребляют от 6 до 30 Вт. Процессоры с самым низким энергопотреблением (линейка Atom), предназначенные для использования на ноутбуках, не интегрируют графику в процессор, в отличие от мобильных версий. Тем не менее, те, которые интегрируют графику, имеют значительно более низкие тактовые частоты (между 300 МГц и 600 МГц), что приводит к меньшей пропускной способности.

Различия в программном обеспечении

Когда дело доходит до двух больших имен на рынке процессоров, сравнивать доступность программного обеспечения и наборы инструментов сложно, поскольку оба они интенсивно используются. Устройства на основе ARM имеют преимущество в использовании операционных систем, разработанных для мобильных телефонов, таких как Android. Преимущество устройств на базе Intel заключается в том, что они работают практически с любой операционной системой, которая может работать на стандартном настольном ПК, включая Windows и Linux. Оба устройства могут потенциально запускать одни и те же приложения, если приложение компилируется на языке, который опирается на виртуальную машину, такую ​​как Java.

Обе архитектуры имеют хороший набор программного обеспечения. Изображение предоставлено Socram8888 [ CC BY 2.0 ]

Однако системы на основе ARM в настоящее время ограничено в какие операционные системы могут быть установлены из-за того, что большинство операционных систем написано для компьютеров на базе x86. Некоторые дистрибутивы Linux существуют для ARM, включая известную ОС Raspberry Pi, но некоторые пользователи могут счесть это ограничение.

Поскольку ARM становится все более популярным, Microsoft выпустила уменьшенную версию своей Windows 10 называется Windows 10 IoT Core, который может работать на процессорах ARM.

Отличия в приложении

Какой процессор вы используете, зависит от требований вашего встроенного и / или одноплатного компьютера. Если ваш план заключается в серийном производстве одноплатного компьютера, целью которого является низкая стоимость, тогда единственным реальным вариантом является ARM. Если планируется создать мощную платформу, то Intel - лучший путь. Если энергосбережение является проблемой, то ARM может быть лучшим выбором, но есть процессоры Intel, которые могут похвастаться мощными вычислительными возможностями и низким энергопотреблением.

Для проектов, которые не требуют сложных дисплеев (таких как мониторы), ARM, скорее всего, будет выбором. Это связано с несколькими факторами, включая стоимость микроконтроллеров ARM, доступные пакеты и широкий ассортимент, предлагаемый несколькими поставщиками. Корпорация Intel производит микроконтроллеры (например, линейку Quark D2000 с архитектурой x86), но они доступны только в пакетах, не поддерживающих создание прототипов. Однако, если имеется печь для оплавления, потенциальным кандидатом могут быть микроконтроллеры Quark.

В целом, и Intel, и ARM производят великолепные машины с широким спектром встроенных контроллеров и периферийных устройств. Каждый тип, ARM или Intel, вписывается в свою нишу.

Похожие

Комментарии