Procesory ARM i Intel: jaka jest różnica?

Zdecydowana większość naszych urządzeń elektronicznych jest obecnie zasilana przez procesory ARM i Intel. Chociaż oba procesory mają ten sam cel, są oparte na różnych architekturach, które wpływają na sposób opracowywania programów i produkcji układów scalonych.

Zazwyczaj procesory ARM są używane w urządzeniach przenośnych, takich jak smartfony, podczas gdy procesory Intel są używane w komputerach stacjonarnych i laptopach. Jednak wielu producentów komputerów wprowadza teraz również komputery z procesorami ARM. Jednym z popularnych przykładów są procesory Apple M1 i M2, które zasilają kilka modeli komputerów Mac i MacBook.

Czym dokładnie różnią się od siebie procesory ARM i Intel?

Arm kontra Intel: firmy technologiczne, które rządzą cyfrowym światem

Arm i Intel to dwie gigantyczne firmy technologiczne produkujące różne mikroprocesory na różne rynki. Podczas gdy Intel produkuje wysokowydajne procesory do komputerów osobistych i laptopów, Arm produkuje przede wszystkim procesory ARM do urządzeń o niskim poborze mocy, takich jak smartfony, tablety, urządzenia do noszenia i różne inteligentne urządzenia domowe.

W przeciwieństwie do Intela, który projektuje i produkuje swoje chipy, Arm jest firmą, która projektuje procesory ARM i udziela licencji na te projekty różnym firmom. Dlatego znajdziesz wiele procesorów smartfonów opartych na architekturze ARM, wyprodukowanych przez różne firmy, takie jak Snapdragon, MediaTek, Exynos i Tensor.

W 2012 roku Intel próbował tworzyć procesory do smartfonów za pomocą swoich SoC Intel Atom, ale w dużej mierze nie powiodło się. To spowodowało, że firma mniej koncentrowała się na produkcji procesorów przenośnych i nadal koncentrowała się na rynku komputerów osobistych.

Z drugiej strony ARM odniósł pewne sukcesy, projektując procesory do laptopów o niskim poborze mocy i komputerów jednopłytowych, ale nadal nie przeniknął jeszcze na rynek komputerów stacjonarnych. Warto jednak zauważyć, że układy Apple M1, które ARM pomagał zaprojektować, okazały się być zdolnymi procesorami, co dowodzi, że procesory ARM mogą konkurować z układami x86 Intela i AMD.

Czym więc jest procesor Intel x86 i czym różni się od procesorów ARM?

Różnice między procesorami ARM i Intel

Procesory ARM są używane głównie w urządzeniach mobilnych, podczas gdy procesory Intel są używane głównie w komputerach osobistych. Chociaż zarówno Intel, jak i ARM mogą planować projektowanie procesorów dla obu rynków, różnice między nimi sprawiają, że są one bardziej odpowiednie do określonych zastosowań. Chociaż oba procesory działają jak mózg urządzeń elektronicznych, różnią się pod wieloma względami; niektóre z ich największych różnic obejmowałyby:

1. Architektura zestawu instrukcji (ISA)

Duża część tego, dlaczego procesory ARM są używane głównie w urządzeniach przenośnych, a procesory Intel w komputerach osobistych, wynika w dużej mierze z zastosowania przez nie różnych ISA.

Istnieją dwa rodzaje ISA. Są to przetwarzanie złożonego zestawu instrukcji (CISC) i przetwarzanie ograniczonego zestawu instrukcji (RISC). CISC to ISA, w którym mikroprocesory są zaprojektowane do szybkiej obsługi złożonych zadań i obliczeń kosztem niskiej wydajności energetycznej. Natomiast RISC to ISA, w którym procesory są zaprojektowane do obsługi prostszych instrukcji, ale przy wysokiej wydajności energetycznej.

Procesory Intel wykorzystują swoją architekturę x86 opartą na CISC ISA, podczas gdy procesory ARM wykorzystują swoją architekturę ARM, która wykorzystuje RISC ISA. Zarówno x86, jak i ARM ISA są ISA o zamkniętym źródle. Tak więc żadna firma ani osoba fizyczna nie może projektować procesorów korzystających z tych architektur bez licencji dostarczonej przez firmę Intel lub Arm.

2. Kompatybilność/wsparcie oprogramowania

Ponieważ x86 i ARM ISA są oparte na dwóch bardzo różnych filozofiach projektowania (RISC i CISC), oprogramowanie stworzone dla układów Intela nie może być przetwarzane natywnie przez procesor ARM i odwrotnie. Posiadanie większości programów tworzonych na określonej architekturze gwarantuje, że konsumenci kupią procesor firmy tylko ze względu na samą liczbę dostępnych dla nich aplikacji.

Jeśli kiedykolwiek szukałeś na rynku nowego procesora do komputerów stacjonarnych, prawdopodobnie zauważyłeś, że jedyne dostępne opcje to procesor Intel lub AMD. Wynika to z faktu, że większość programów komputerowych jest przeznaczona dla procesorów x86. Ponieważ tylko Intel i AMD (którzy posiadają licencję na korzystanie z x86) mogą uruchamiać te programy w sposób natywny, z powodzeniem stworzyli duopol na rynku procesorów PC.

Z drugiej strony procesory ARM mają monopol na procesory smartfonów, ponieważ systemy operacyjne i aplikacje smartfonów zostały zaprogramowane specjalnie do działania na procesorach ARM. Chociaż inne procesory oparte na architekturze RISC konkurują z ARM, liczba aplikacji już dostępnych dla ARM w dużej mierze decyduje o tym, dlaczego są one obecnie używane w prawie każdym nowoczesnym smartfonie.

Jeśli ARM chce mieć kawałek rynku PC, musi przekonać programistów do portowania lub tworzenia aplikacji od podstaw, aby działały natywnie na swoich procesorach ARM. Chociaż Microsoft Windows obsługuje już procesory ARM, ARM nadal musi znaleźć sposób na uruchamianie oprogramowania, z którego ludzie korzystają na co dzień, aby przekonać społeczeństwo do zakupu procesorów ARM do swoich komputerów.

3. Wydajność

Jeśli chodzi o wydajność procesora, procesory Intela będą znacznie lepsze niż procesory oparte na architekturze RISC firmy ARM. Ponieważ procesory oparte na architekturze CISC są zaprojektowane do jednoczesnego wykonywania złożonych zadań, wymagają wyższych częstotliwości taktowania, co oznacza wyższą wydajność.

Z drugiej strony procesory ARM są znacznie szybsze niż procesory Intela, ponieważ są przeznaczone do wykonywania prostych zadań, które nie wymagają takich samych częstotliwości zegara, jak ich odpowiedniki Intela.

4. Wydajność

Chociaż brakuje im surowej wydajności, procesory ARM mają przewagę nad Intelem pod względem wydajności.

Procesory oparte na CISC, takie jak chipy x86 firmy Intel, w dużym stopniu polegają na sprzęcie do obsługi złożonych zadań. Wysokowydajne procesory wymagają znacznej mocy, odpowiedniego chłodzenia i złożonej produkcji, co czyni je bardzo drogimi.

Z drugiej strony procesory oparte na architekturze ARM są zoptymalizowane zarówno pod względem sprzętu, jak i oprogramowania, co czyni je wysoce wydajnymi procesorami, które wymagają bardzo małej mocy. Wymaganie niewielkiej ilości energii do działania oznacza również stosunkowo mniejsze wydzielanie ciepła, co pozwala na wbudowanie procesorów ARM w system na chipie (SoC).

SoC łączy CPU, GPU, RAM, DSP i modemy telekomunikacyjne w jednej matrycy lub chipie. Wszystkie niezbędne komponenty półprzewodnikowe w jednym chipie sprawiają, że proces ARM jest wysoce wydajny, ponieważ dane nie muszą podróżować daleko, aby każdy komponent SoC mógł zostać przetworzony.

ARM kontra Intel: który procesor jest lepszy?

Ponieważ Intel i ARM produkują różne typy procesorów dla różnych rynków, trudno jest porównać oba procesory pod względem wydajności i wydajności. Chociaż procesory oparte na architekturze CISC wymagają bardziej wydajnego procesora do złożonych zadań, nie musi to oznaczać, że przewyższy on wysoce wydajny procesor oparty na architekturze RISC przeznaczony do komputerów PC.

Niemniej jednak komputery Apple M1 i M2 oparte na architekturze ARM są bardzo wydajne i stosunkowo wydajne. Liczne testy wykazały, że nawet jego podstawowy model M1 MacBook Air może przewyższyć wydajność laptopów z systemem Windows opartych na CISC i podobnych specyfikacjach.

Ponieważ jednak większość komputerów działa pod kontrolą systemu Windows, wielu programistów uważa tworzenie aplikacji dla procesorów CISC za bardziej opłacalne. Jest to również powód, dla którego komputery Mac zazwyczaj mają mniej opcji, jeśli chodzi o aplikacje i gry AAA.

Nie dotyczy to jednak procesorów smartfonów i tabletów. Chociaż Intel Atom SoC był energooszczędny, po prostu nie był tak dobry jak ich odpowiedniki ARM pod względem wydajności na wat. Z tego powodu procesory ARM są wciąż lepsze, jeśli chodzi o rynek smartfonów.

Chipy oparte na architekturze ARM powoli zyskują przewagę nad procesorami Intel CISC

Zaledwie dziesięć lat temu nawet podstawowe procesory Intela oparte na architekturze CISC były znacznie potężniejsze niż najnowocześniejsze układy oparte na architekturze ARM. Jednak tak już nie jest. Firma Apple udowodniła swoimi układami M1 i M2, że procesory oparte na architekturze ARM mogą być równie wydajne, jeśli nie bardziej wydajne, niż konkurencyjna oferta Intela.

Niemniej jednak nie oznacza to, że układ x86 oparty na CISC jest na wymarciu. Biorąc pod uwagę dużą liczbę komputerów obsługujących te układy, minie trochę czasu, zanim układy ARM firmy Arm zastąpią ofertę x86 Intela. Jednak w miarę jak procesory ARM stają się coraz wydajniejsze i przystępniejsze cenowo, ich popularność będzie rosła i wkrótce przekonasz się, że procesory ARM napędzają większość komputerów na rynku.