X86 vs bộ xử lý cánh tay: sự khác biệt và lợi ích chính

Bộ xử lý có thể có vô số chức năng, nhưng chức năng chính được kết nối với bo mạch chủ của chúng tôi và do đó là "bộ não" của máy nơi phần lớn thông tin được xử lý. Tuy nhiên, các bộ xử lý này cũng có sự khác biệt của chúng với nhau. Chúng ta sẽ biết sự khác biệt giữa bộ xử lý ARM và x86.

Trong bài viết này, chúng tôi sẽ giúp bạn tìm hiểu thêm về ARM và x86. Chủ yếu đây là hai họ bộ xử lý phổ biến nhất trên thế giới của chúng ta. Điểm mạnh, điểm yếu và ứng dụng của nó là gì? Sẵn sàng chưa? Hãy bắt đầu nào!

Chỉ số nội dung

Bộ xử lý X86 so với ARM: sự khác biệt và lợi ích chính

Bộ xử lý máy tính và điện thoại di động hoạt động theo những cách khác nhau, vì mỗi máy có nhu cầu và đặc điểm riêng. Trong trường hợp máy tính, các nhà sản xuất chính là AMD và Intel, vì các điện thoại di động được đại diện bởi Qualcomm, Samsung hoặc Media Tek.

Bộ xử lý Intel và AMD còn được gọi là bộ xử lý x86. Trong điện toán, x86 hoặc 80 × 86 là tên chung cho họ bộ xử lý dựa trên Intel 8086 của Tập đoàn Intel.

Kiến trúc được gọi là x86 vì các bộ xử lý đầu tiên trong họ này chỉ được xác định bằng các số kết thúc bằng chuỗi "86". Nói cách khác, chúng ta có thể nói rằng thuật ngữ x86 dùng để chỉ một nhóm kiến ​​trúc tập lệnh, dựa trên Intel 8086.

Sự khác biệt giữa ARM và x86

Sự khác biệt bắt đầu trong công nghệ được sử dụng trong sản xuất bộ xử lý. Hệ thống điện thoại thông minh sử dụng công nghệ ARM, trong khi máy tính sử dụng công nghệ x86. Chúng tôi đã chuẩn bị một lời giải thích ngắn về hoạt động và đặc điểm của từng người.

Bộ xử lý X86 và kiến ​​trúc CISC

Bộ xử lý x86 được phát triển từ kiến trúc CISC (Máy tính hướng dẫn phức tạp). Hệ thống này được sử dụng cho các cấu trúc phức tạp hơn, nghĩa là chúng đòi hỏi nhiều công việc hơn trong các chức năng của chúng và có nhiều yếu tố hơn trong thành phần của chúng, làm cho chúng trở nên lý tưởng cho máy tính.

Một ví dụ về sự phức tạp của kiến ​​trúc CSIC có thể là phần cứng của chip Core 17. Thành phần của nó khá hoàn chỉnh do số lượng lớn các bộ phận và phần tử, do đó chuyển thành nhiều chức năng hơn cho máy.

Loại bộ xử lý này cho phép nhiều hoạt động xảy ra cùng một lúc từ một lệnh. Bộ xử lý CISC có thể thực hiện đồng thời nhiều tác vụ mà không có bất kỳ tác vụ nào bị làm hại, vì các chip này đã được lập trình cho nó.

Bộ xử lý ARM và kiến ​​trúc RISC

Sự khác biệt giữa ARM và x86 chủ yếu là do sự phức tạp của thành phần của nó, trong khi x86 được phát triển từ kiến ​​trúc phức tạp hơn, bộ xử lý ARM dựa trên RISC (Máy tính hướng dẫn giảm), như chính tên của nó ông nói, nhằm mục đích đơn giản hơn.

Mặc dù được sắp xếp hợp lý hơn, các thiết bị ARM có một số yếu tố x86, mặc dù có rất nhiều sự khác biệt trong cách hai bộ xử lý thực hiện các tác vụ của chúng.

Mặc dù bộ xử lý CSIC chỉ yêu cầu một lệnh, bộ xử lý ARM yêu cầu một số lệnh để có thể thực hiện một số hoạt động. Tuy nhiên, vì các hướng dẫn đơn giản hơn, quá trình trở nên nhanh hơn.

Sự khác biệt khác giữa công nghệ ARM và X86 cũng được tìm thấy trong một số tính năng. Máy tính thực hiện các tác vụ mà điện thoại di động không thực hiện và ngược lại, do đó, có rất ít điểm trong việc cung cấp bộ xử lý rất phức tạp cho điện thoại thông minh có chức năng nhỏ. Vì vậy, có một số bộ xử lý với các đặc điểm độc đáo.

Từ viết tắt ARM xuất phát từ Advanced Risc Machine, tên của công ty được tạo ra để cấp phép sản xuất bộ xử lý trong công nghệ này. Sự khác biệt khác với bộ xử lý x86 là ARM được thiết kế để có mức tiêu thụ năng lượng tối thiểu và không mất nhiều sức mạnh xử lý.

Thật đáng kinh ngạc, dường như bộ xử lý ARM được sử dụng rộng rãi nhất trên thế giới, từ lò vi sóng đến các hệ thống điều khiển nhúng, đồ chơi, HD và hơn thế nữa. Nói tóm lại, mọi thứ phải nhỏ, tiêu tốn ít năng lượng và xử lý thông tin hiệu quả.

Bộ xử lý ARM tập trung vào việc giữ số lượng hướng dẫn càng ít càng tốt trong khi vẫn giữ các hướng dẫn đó đơn giản nhất có thể.

Hướng dẫn đơn giản có một số lợi thế cho cả kỹ sư phần cứng và phần mềm. Vì các hướng dẫn rất đơn giản, các mạch cần thiết đòi hỏi ít bóng bán dẫn hơn, dẫn đến không gian cho chip nhiều hơn.

Intel 8086, bộ xử lý x86 đầu tiên

Xuất phát từ kiến ​​trúc này, AMD đã phát triển x86-64, một bộ hướng dẫn lớn cho phép có nhiều không gian địa chỉ hơn, cho phép đọc thêm RAM, trong số các triển khai khác.

Điều này đã được thực hiện ngay từ đầu bằng cách tạo ra một kiến ​​trúc đơn giản hơn nhiều so với bộ xử lý x86. X86 có một số giai đoạn xử lý, nghĩa là, trong khi một phần tải một lệnh vào bộ nhớ, một phần khác xử lý dữ liệu mà lệnh này sẽ nhận, một phần khác phân bổ bộ đệm để nhận đầu ra, phần khác cung cấp các hướng dẫn khác hoàn thành, v.v.

Cho đến khi đặt mọi thứ lại với nhau và đưa ra kết quả. X86 cũng có một chương trình nội bộ (microcode) thực hiện các hướng dẫn, cho phép chúng được cải tiến bởi nhà sản xuất. Tất cả điều này làm cho x86 rất nhanh và hiệu quả, nhưng nó tiêu tốn nhiều không gian vật lý hơn và tiêu thụ nhiều năng lượng hơn.

Hiệu quả của bộ xử lý ARM

Bộ xử lý ARM không có vi mã này, chúng có ít giai đoạn xử lý hơn (thường là 3 đến 8, so với 16 đến 32 trong x86), trong số các đơn giản hóa khác. Nhưng để bù đắp cho sự mất mát về hiệu năng gây ra bằng cách đơn giản hóa kiến ​​trúc ARM, họ có một số giải pháp giúp thực thi mã hiệu quả hơn.

Ví dụ, tập hợp các lệnh mà nó có khả năng xử lý, bằng cách thực hiện với nhiều dữ liệu hơn trên mỗi lệnh. Vì những lý do này, các chương trình PC không thể chạy trong ARM, vì các hướng dẫn máy khác nhau.

Sự khác biệt trong thực tiễn

Nếu bạn sử dụng trình duyệt web trên máy tính, bạn sẽ có khả năng làm việc với số lượng tab mở lớn hơn nhiều mà không có điểm dừng: bạn có thể tin tưởng vào các tài nguyên như phân chia màn hình, phát video và âm thanh với tốc độ, cùng với các chi tiết khác.

Mặt khác, với một chiếc điện thoại thông minh, số lượng chức năng bị giảm, bạn không thể làm việc với nhiều tab và tốc độ cũng ít hơn.

Sự khác biệt trong tiêu thụ điện

Tiêu thụ điện năng trong các thiết kế nhúng có thể là một trong những tiêu chí quan trọng nhất. Một hệ thống được thiết kế để kết nối với nguồn điện, chẳng hạn như lưới điện, có thể bỏ qua các hạn chế về mức tiêu thụ điện, nhưng thiết kế di động (hoặc kết nối với nguồn điện không đáng tin cậy) có thể hoàn toàn phụ thuộc vào quản lý. của năng lượng.

Các lõi ARM vượt trội trong các thiết kế công suất thấp với nhiều lõi (nếu không phải hầu hết) các lõi của chúng không yêu cầu tản nhiệt. Tiêu thụ năng lượng điển hình của nó là dưới 5W, với nhiều gói bao gồm GPU, thiết bị ngoại vi và bộ nhớ.

Sự tiêu hao năng lượng nhỏ này chỉ có thể nhờ vào ít bóng bán dẫn được sử dụng và tốc độ tương đối thấp hơn (so với các CPU máy tính để bàn thông thường). Nhưng một lần nữa (liên quan đến phần trước) điều này có tác động đến hiệu suất hệ thống và do đó các hoạt động phức tạp hơn sẽ mất nhiều thời gian hơn.

Các lõi Intel tiêu thụ nhiều năng lượng hơn các lõi ARM do độ phức tạp lớn hơn của chúng. Một Intel I-7 cao cấp có thể tiêu thụ tới 130W năng lượng, trong khi các bộ xử lý máy tính xách tay của Intel (như Atom và Celeron) tiêu thụ khoảng 5W.

Được thiết kế để sử dụng máy tính xách tay giá rẻ, bộ xử lý tiêu thụ điện năng thấp hơn (dòng Atom) không tích hợp đồ họa trong bộ xử lý, trong khi các phiên bản di động thì có. Tuy nhiên, những thiết bị tích hợp đồ họa có tốc độ xung nhịp thấp hơn đáng kể (trong khoảng từ 300 MHz đến 600 MHz), dẫn đến hiệu suất thấp hơn.

Sự khác biệt trong phần mềm

Khi nói đến hai tên tuổi lớn trong thị trường bộ xử lý, việc so sánh sự sẵn có của chuỗi phần mềm và công cụ là khó khăn, vì cả hai đều được sử dụng rộng rãi.

Các thiết bị dựa trên ARM có lợi thế chạy các hệ điều hành được thiết kế cho điện thoại di động như Android. Các thiết bị dựa trên Intel có lợi thế là chạy hầu như mọi hệ điều hành có thể chạy trên máy tính để bàn tiêu chuẩn, bao gồm cả Windows và Linux.

Cả hai thiết bị đều có khả năng chạy các ứng dụng giống nhau miễn là ứng dụng được biên dịch theo ngôn ngữ như Java.

Tuy nhiên, các hệ thống dựa trên ARM hiện bị giới hạn ở những hệ điều hành nào có thể được cài đặt vì hầu hết các hệ điều hành đang được viết cho các máy tính dựa trên x86.

Một số bản phân phối Linux tồn tại cho ARM, bao gồm cả hệ điều hành Raspberry Pi nổi tiếng, nhưng một số người dùng có thể thấy đây là một hạn chế. Khi công nghệ ARM ngày càng trở nên phổ biến, Microsoft đã phát hành phiên bản rút gọn của Windows 10 có tên Windows 10 IoT Core, có thể chạy trên bộ xử lý ARM.

Sự khác biệt trong ứng dụng

Bộ xử lý bạn sử dụng sẽ phụ thuộc vào yêu cầu của máy tính của bạn. Nếu kế hoạch của bạn là sản xuất hàng loạt một máy đơn tấm với mục tiêu là không tốn kém, thì lựa chọn thực sự duy nhất là ARM.

Nếu kế hoạch là có một nền tảng mạnh mẽ, thì Intel hoặc AMD là lựa chọn tốt nhất. Nếu bảo tồn năng lượng là một mối quan tâm, thì ARM có thể là lựa chọn tốt nhất, nhưng có những bộ xử lý Intel tự hào về sức mạnh xử lý mạnh mẽ trong khi cung cấp khả năng tiêu tán năng lượng thấp.

Chúng tôi khuyên bạn nên đọc các bộ xử lý tốt nhất trên thị trường

Đối với các dự án không yêu cầu màn hình phức tạp (như màn hình), ARM rất có thể là tùy chọn. Điều này dẫn đến một số yếu tố, bao gồm chi phí cho vi điều khiển ARM, gói nào có sẵn và sự đa dạng được cung cấp bởi nhiều nhà cung cấp. Chúng tôi khuyên bạn nên xem mọi thứ chúng tôi đã viết về Raspberry Pi 3.

Nhìn chung, cả Intel và ARM đều sản xuất những cỗ máy tuyệt vời với nhiều bộ điều khiển và thiết bị ngoại vi tích hợp. Mỗi loại, ARM hoặc x86, phù hợp với vị trí riêng của nó. Mặc dù thông tin đã bị rò rỉ rằng cả Apple và Microsoft sẽ sử dụng trong các khái niệm "máy tính bảng 2 trong 1" của họ, loại bộ xử lý này và làm tăng đáng kể tính tự chủ của thiết bị cầm tay. Bạn nghĩ gì về bài viết của chúng tôi về bộ xử lý x86 so với ARM? Chúng tôi muốn biết ý kiến ​​của bạn!