Поскольку постоянно ходят слухи о том, что MacBook с ARM набирают новую энергию, пришло время понять технические различия между процессорами ARM и более распространенными процессорами x86, производимыми Intel и AMD.
Что вообще означает x86?
Процессоры Intel, используемые в настольных и портативных компьютерах, иногда называют процессорами «x86». Это может немн
Contents
Что вообще означает x86?
нибудь замечали две папки Program Files в Windows.
В Windows 7, 8 и 10 32-разрядные программы называются термином «x86», а 64-разрядные программы (в некоторых контекстах) — «x64». Это не совсем точно. 64-битные процессоры следует называть x86-64, но это намного сложнее.
Название «x86» происходит от оригинальных 16-разрядных процессоров Intel, которые использовали набор инструкций x86, 8086. Будущие поколения, которые использовали тот же набор инструкций, также имели тот же суффикс, как 80386. Так продолжалось до появления Pentium. чипы, что нарушило соглашение об именах, но мы по-прежнему используем «x86» для обозначения этих типов чипов.
Наборы инструкций
Все процессоры основаны на так называемом «наборе инструкций». Это набор элементарных операций, которые может выполнять чип, и инструкции по их выполнению. Он сообщает чипу, как выполнять базовые математические операции и перемещать данные. Язык программирования этих инструкций называется ассемблером.
Основное различие между чипами ARM и x86 заключается в их наборе команд. Чипы x86 относятся к CISC, что означает «вычисление со сложным набором команд». Чипы CISC пытаются реализовать заданную задачу за наименьшее количество строк сборки, абстрагируя базовые функции. Эти более сложные операции также необходимо выполнять в течение нескольких такт
Наборы инструкций
то означает «вычисления с сокращенным набором команд». Чипы RISC содержат крайне элементарные наборы команд, разбивающие каждый процесс на чрезвычайно маленькие и простые шаги. Каждый из этих более мелких шагов может быть выполнен за один такт.CISC против RISC
Если чипу CISC необходимо перемножить два числа, он может выполнить одну команду: MULT 2, 3. Эта единственная команда позволяет загружать числа из памяти, умножать их и сохранять результат в нужном месте памяти. Чипу RISC, выполняющему ту же операцию, потребуется гораздо больше шагов. Во-первых, инструкция LOADдля перемещения номеров из регистраторов в исполнительный блок. Затем инструкция PRODдля умножения чисел. Наконец, инструкция STORдля помещения результата в правильный регистр.
Хотя чип CISC может показаться более эффективным, поскольку его команды кажутся более простыми, имейте в виду несколько важных отличий:
- Во-первых, чипы CISC выполняют команды за несколько тактов, в то время как каждая инструкция в чипе RISC выполняется за один такт. По этой причине наша гипотетическая команда
MULTможет выполняться за то же количество циклов, что и набор RISC-инструкций, выполняющих ту же задачу. - Во-вторых, все инструкции и логика CISC должны храниться в транзисторах. Чипы RISC могут использовать меньше транзисторов, поскольку им необходимо хранить меньше инструкций.
- В-третьих, меньшее количество транзисторов, необходимое для RISC, позволяет снизить энергопотребление.
У CISC есть некоторые преимущества. Во-первых, компьютеру не нужно прилагать много усилий, чтобы перейти с языка программирования челов
CISC против RISC
ак C, на язык ассемблера уровня процессора. Фактически, упомянутая выше командаMULTочень похожа на команду C foo = foo * bar. Чипы RISC требуют от компилятора гораздо больше работы, чтобы перевести код на ассемблер. Чипы CISC также могут работать непосредственно с основной памятью, тогда как чипы RISC могут работать только с регистрами ЦП.
Энергопотребление
Другое основное различие между архитектурами — энергопотребление. Благодаря сокращенному набору команд RISC-чипам для работы требуется меньше транзисторов. Это означает, что требуется питание меньшего количества транзисторов, что приводит к экономии энергии и снижению тепловыделения. Это привело к тому, что чипы ARM используются практически во всех мобильных устройствах.
Чипы Intel и AMD x86 лучше подходят для настольных компьютеров, где энергопотребление не является большой проблемой. Они также включены в ноутбуки, которые, очевидно, питаются от батареи. Однако мощность не так высока, как в смартфонах, что позволяет использовать более мощные чипы.
Заключение
Наиболее серьезное различие между чипами основано на мощности и скорости. Чипы ARM отлично подходят для сред с низким энергопотреблением, но обычно они медленнее, тогда как чипы x86 работают быстро, но не так энергоэффективны. Однако это базовое обобщение меняется, поскольку Intel пытается производить маломощные версии своих чипов x86, а чипы ARM, такие как Apple A10 Fusion, начинают вытеснять чипы для ноутбуков.
