Процессоры ARM и Intel: в чем разница?

В настоящее время процессоры ARM и Intel используются в подавляющем большинстве наших электронных устройств. Несмотря на то, что оба процессора имеют одну и ту же цель, они основаны на разных архитектурах, которые влияют на то, как разрабатываются программы и как производятся чипы.

Как правило, процессоры ARM используются в портативных устройствах, таких как смартфоны, а процессоры Intel — в настольных и портативных компьютерах. Однако многие производители компьютеров теперь также представляют компьютеры на базе ARM. Одним из популярных примеров являются процессоры Apple M1 и M2, на которых работают несколько моделей Mac и MacBook.

Итак, чем именно процессоры ARM и Intel отличаются друг от друга?

Arm против Intel: технологические компании, которые правят цифровым миром

Arm и Intel — две гигантские технологические компании, производящие разные микропроцессоры для разных рынков. В то время как Intel производит высокопроизводительные процессоры для персональных компьютеров и ноутбуков, Arm в основном производит процессоры ARM для устройств с низким энергопотреблением, таких как смартфоны, планшеты, носимые устройства и различные устройства для умного дома.

Мы также должны уточнить, что Arm — это компания, а ARM — процессор. Итак, когда мы говорим о компании, разрабатывающей микропроцессоры, вы должны увидеть Arm. Но если мы говорим о процессоре, сделанном ARM, вы должны увидеть ARM.

В отличие от Intel, которая разрабатывает и производит свои чипы, Arm — это компания, которая разрабатывает процессоры ARM и предоставляет лицензии на эти разработки различным компаниям. Вот почему вы найдете множество процессоров для смартфонов на базе ARM, произведенных разными компаниями, такими как Snapdragon, MediaTek, Exynos и Tensor.

В 2012 году Intel пыталась производить процессоры для смартфонов с помощью своих SoC Intel Atom, но безуспешно. Это заставило компанию меньше концентрироваться на производстве портативных процессоров и продолжать фокусироваться на рынке ПК.

Arm, с другой стороны, добилась определенных успехов в разработке процессоров для маломощных ноутбуков и одноплатных компьютеров, но пока еще не вышла на рынок настольных ПК. Тем не менее, стоит отметить, что чипы Apple M1, которые Arm помогла разработать, показали себя как способные процессоры, что доказывает, что процессоры ARM могут конкурировать с чипами x86 от Intel и AMD.

Так что же такое процессор Intel x86 и чем он отличается от процессоров ARM?

Различия между процессорами ARM и Intel

Процессоры ARM в основном используются в мобильных устройствах, а процессоры Intel в основном используются в персональных компьютерах. Хотя и Intel, и ARM могут планировать разработку процессоров для обоих рынков, их различия делают их более подходящими для конкретных приложений. Хотя оба процессора действуют как мозг электронных устройств, они во многом различаются; некоторые из их самых больших отличий включают следующее:

1. Архитектура набора инструкций (ISA)

Большая часть того, почему процессоры ARM в основном используются для портативных устройств, а процессоры Intel для персональных компьютеров, во многом связана с использованием в них разных ISA.

Существует два типа ISA. Это вычисления со сложным набором команд (CISC) и вычисления с сокращенным набором команд (RISC). CISC — это ISA, в котором микропроцессоры предназначены для быстрого выполнения сложных задач и вычислений за счет низкой энергоэффективности. Напротив, RISC — это ISA, где процессоры предназначены для обработки более простых инструкций, но с высокой энергоэффективностью.

Процессоры Intel используют свою архитектуру x86 на основе CISC ISA, в то время как процессоры ARM используют свою архитектуру ARM, которая использует RISC ISA. И x86, и ARM ISA являются ISA с закрытым исходным кодом. Таким образом, ни одна компания или частное лицо не может разрабатывать процессоры с использованием этих архитектур без лицензии, предоставленной Intel или Arm.

2. Совместимость/поддержка программного обеспечения

Поскольку x86 и ARM ISA основаны на двух очень разных концепциях проектирования (RISC и CISC), программное обеспечение, созданное для чипов Intel, не может изначально обрабатываться процессором ARM, и наоборот. Наличие большинства программ, разработанных на определенной архитектуре, гарантирует, что потребители будут покупать процессор компании только из-за огромного количества доступных им приложений.

Если вы когда-либо искали новый процессор для настольных ПК, вы, вероятно, заметили, что у вас есть единственные варианты: процессор Intel или AMD. Это связано с тем, что большинство компьютерных программ предназначены для процессоров x86. Поскольку только Intel и AMD (владеющие лицензией на использование x86) могут запускать эти программы изначально, они успешно создали дуополию на рынке процессоров для ПК.

Процессоры ARM, с другой стороны, имеют монополию на процессоры для смартфонов, потому что операционные системы и приложения для смартфонов были запрограммированы специально для работы на процессорах ARM. Хотя другие RISC-процессоры конкурируют с ARM, количество приложений, уже доступных для ARM, является огромной частью того, почему они сегодня используются практически в любом современном смартфоне.

Если Arm хочет получить часть рынка ПК, она должна убедить разработчиков портировать или создавать приложения с нуля, чтобы они изначально работали на ее процессорах ARM. Хотя Microsoft Windows уже поддерживает процессоры ARM, ARM все еще нужно найти способ запуска программного обеспечения, которое люди используют ежедневно, чтобы убедить общественность покупать процессоры ARM для своих ПК.

3. Производительность

Что касается производительности ЦП, процессоры Intel будут иметь значительно более высокую производительность по сравнению с процессорами ARM на основе RISC. Поскольку процессоры на основе CISC предназначены для одновременного выполнения сложных задач, им требуются более высокие тактовые частоты, что означает более высокую производительность.

С другой стороны, процессоры ARM намного быстрее, чем процессоры Intel, потому что они предназначены для выполнения простых задач, которые не требуют таких же тактовых частот, как их аналоги Intel.

4. Эффективность

Несмотря на отсутствие чистой производительности, процессоры ARM имеют преимущество перед Intel в отношении эффективности.

Процессоры на основе CISC, такие как чипы Intel x86, в значительной степени зависят от аппаратного обеспечения для решения сложных задач. Высокопроизводительные процессоры требуют значительной мощности, адекватного охлаждения и сложного производства, что делает их очень дорогими.

С другой стороны, процессоры на базе ARM оптимизированы как на аппаратном, так и на программном уровне, что делает их высокоэффективными процессорами, потребляющими очень мало энергии. Требование небольшого количества энергии для работы также означает относительно меньшее тепловыделение, что позволяет встраивать процессоры ARM в систему на кристалле (SoC).

SoC объединяет ЦП, ГП, ОЗУ, DSP и телекоммуникационные модемы в одном кристалле или чипе. Все основные твердотельные компоненты в одном чипе делают процесс ARM высокоэффективным, поскольку данные не должны перемещаться далеко для обработки каждого компонента в SoC.

ARM против Intel: какой процессор лучше?

Поскольку Intel и ARM производят разные типы процессоров для разных рынков, сложно сравнивать оба процессора с точки зрения производительности и эффективности. Хотя процессоры на основе CISC требуют более производительного процессора для своих сложных задач, это не обязательно означает, что он превзойдет по производительности высокоэффективный процессор на основе RISC, предназначенный для ПК.

Тем не менее, компьютеры Apple M1 и M2 на базе ARM очень эффективны и относительно мощны. Многочисленные тесты показали, что даже его базовая модель M1 MacBook Air может превзойти ноутбуки Windows на базе CISC с аналогичными характеристиками.

Однако, поскольку большинство компьютеров работают под управлением Windows, многие разработчики считают создание приложений для процессоров CISC более выгодным. По этой же причине у Mac обычно меньше вариантов, когда дело доходит до приложений и игр AAA.

Однако это не так, когда речь идет о процессорах для смартфонов и планшетов. Хотя SoC Intel Atom были энергоэффективными, они просто не были так хороши, как их аналоги ARM с точки зрения производительности на ватт. По этой причине процессоры ARM по-прежнему лучше, когда речь идет о рынке смартфонов.

Чипы на базе ARM постепенно набирают преимущество над процессорами Intel CISC

Всего десять лет назад даже процессоры Intel начального уровня на базе CISC были намного мощнее топовых чипов на базе ARM. Однако это уже не так. Apple доказала своими чипами M1 и M2, что процессоры на базе ARM могут быть такими же, если не более, чем конкурирующие предложения Intel.

Тем не менее, это не означает, что чип x86 на основе CISC уходит в прошлое. Учитывая большое количество компьютеров, на которых работают эти чипы, потребуется время, прежде чем чипы Arm ARM вытеснят предложения Intel x86. Но по мере того, как процессоры ARM становятся более мощными и доступными, их распространение будет расти, и достаточно скоро вы обнаружите, что процессоры ARM используются в большинстве компьютеров на рынке.