У світі технологій одним із ключових факторів є архітектура процесора. Для багатьох користувачів та розробників вибір між архітектурою ARM та x86 може бути складним рішенням. Обидві архітектури мають свої унікальні особливості та переваги. У цій статті ми розглянемо ці дві архітектури, порівняємо їх характеристики, програмне забезпечення та спробуємо визначити, хто може стати переможцем у цій битві процесорів. Перш ніж перейти до порівняння, коротко розберемося, що таке архітектури ARM і x86. Архітектура ARM (Advanced RISC Machine) є сімейством процесорних архітектур, розроблених компанією ARM Holdings. Вона широко використовується в мобільних пристроях, вбудованих системах, смартфонах, планшетах та багатьох інших пристроях. ARM-процесори зазвичай відрізняються низьким енергоспоживанням та високою ефективністю, що робить їх ідеальними для мобільних пристроїв. Архітектура x86, з іншого боку, широко використовується в настільних та серверних комп'ютерах. Вона була розроблена компанією Intel та AMD та є стандартом для більшості комп'ютерів з архітектурою x86. Ці процесори часто мають більш високу продуктивність і здатність обробляти складні обчислення. Влаштування архітектур наочно: Для початку порівняємо основні характеристики архітектур ARM і x86. Порівнюючи ці характеристики, можна побачити, що ARM і x86 мають різні сфери застосування. ARM призначена для мобільних пристроїв та вбудованих систем, де ефективне енергоспоживання відіграє важливу роль. З іншого боку, x86 підходить для настільних комп'ютерів і серверів, де важлива висока продуктивність. Один з найбільш важливих аспектів порівняння архітектур ARM і x86 — це продуктивність. Давайте розглянемо, як вони справляються у цьому аспекті. На фото нижче представлена діаграма порівняння конкурентних процесорів на різній архітектурі: ARM vs X*^ Perfomance ARM-процесори, як правило, мають низьке енергоспоживання, що робить їх ідеальними для мобільних пристроїв. Однак вони не такі потужні, як x86-процесори, і можуть не справлятися з високонавантаженими обчисленнями. Однак, з розвитком технологій, сучасні ARM-процесори стають все більш продуктивними та здатними обробляти складніші завдання. x86-процесори відомі своєю високою продуктивністю та здатністю обробляти складні обчислення. Вони широко використовуються в ігрових комп'ютерах, серверах та обчислювальних станціях. Однак, висока продуктивність зазвичай супроводжується вищим енергоспоживанням, що може бути неприпустимим для мобільних пристроїв. Рекомендуємо подивитися на популярний ігровий процесор AMD Ryzen 7 5800X AM4 на Яндекс.Маркет Ще одним важливим аспектом при виборі між ARM та x86 є доступне програмне забезпечення. Давайте розглянемо, які операційні системи та програми підтримуються на кожній із цих архітектур. ARM-процесори широко використовуються у мобільних пристроях, тому вони підтримують операційні системи, такі як Android та iOS. Крім того, існує безліч дистрибутивів Linux, оптимізованих для ARM-архітектури, що робить їх популярними серед розробників вбудованих систем та IoT-пристроїв. x86-процесори підтримують широкий спектр операційних систем, включаючи Windows, macOS та безліч дистрибутивів Linux. Це робить їх ідеальними для настільних комп'ютерів та серверів. Крім того, на x86-платформах доступна велика кількість програм та програм, що полегшує життя як звичайних користувачів, так і розробників. Давайте також порівняємо ARM та x86 з іншими популярними архітектурами процесорів. MIPS (Microprocessor without Interlocked Pipeline Stages) це ще одна популярна архітектура, яка часто використовується у вбудованих системах. Вона конкурує з ARM у цій галузі, але ARM все одно залишається лідером завдяки своїй широкій підтримці та низькому енергоспоживання. AMD64, також відома як x86-64 або x64, є розширенням архітектури x86, яка додає підтримку 64-бітових обчислень.Порівнюючи x86 і x86-64, остання надає більше можливостей для обробки більших обсягів даних та ефективнішу роботу з пам'яттю. Це робить x86-64 кращим вибором для сучасних комп'ютерів та серверів. Логіка MIPS: Логіка AMD64 Ще одним аспектом порівняння ARM та x86 є те, які програми та утиліти включені до збірок за замовчуванням для операційних систем, що працюють на цих архітектурах. Давайте розглянемо це докладніше. Давайте підсумуємо переваги та недоліки архітектур ARM та x86, щоб визначити, хто може стати переможцем у битві процесорів. Порівнявши архітектури ARM і x86, ми бачимо, що кожна з них має свої унікальні переваги та недоліки. ARM ідеально підходить для мобільних пристроїв та вбудованих систем завдяки низькому енергоспоживання та ефективності.З іншого боку, x86 вирізняється високою продуктивністю та універсальністю. Вибір між цими двома архітектурами залежить від конкретних потреб та завдань. В ідеалі, обидві архітектури продовжуватимуть розвиватися, покращуючи свої характеристики та розширюючи свої сфери застосування. Битва процесорів продовжується, і саме це суперництво сприяє розвитку технологій та покращенню продуктів для споживачів. 5700XT коштує практично вдвічі менше, а за продуктивністю дорівнює RTX 3060. Викладаю реальне порівняння FPS в іграх, щоб допомогти вам зробити виважений вибір перед покупкою. Як завжди враховував: Поточну ціну, потужність, тести, відгуки, швидкість доставки. Ось рейтинг топових пропозицій на даний момент. Розповідаю чому складання комп'ютерів на 775 сокеті стає застарілою практикою у 2024 році. Оцініть ризики та обмеження застарілих комплектуючих, а також дізнайтеся про найкращі альтернативи для сучасних потреб. Шукаєте ідеальний Linux-дистрибутив для переходу з Windows? Дізнайтеся про п'ять кращих варіантів: від надійного Ubuntu до гнучкого Arch Linux. Виберіть свій шлях у світі відкритого ПЗ! Цікавлюся комп'ютерним залізом, розробкою та seo-просуванням сайтів. Пишу огляди, технічні статті щодо вибору та налаштування комп'ютерних компонентів. X86, x64 чи ARM – що краще? З такого заголовка мені слід почати заглиблюватися в суть цієї теми якнайкоротше, не упускаючи при цьому ключову інформацію. Я почну з пояснення того, чим насправді є кожен із представлених конкурентів мікроархітектур процесорів, але ви можете вільно переходити до того, що душі завгодно. По-перше, давайте поговоримо про архітектуру процесора. Кожен процесор є складною деталлю точного механізму з унікальною «мікроархітектурою» як самого себе, так і пов'язаного з ним сімейства процесорів. Зазвичай це зміна поколінь, оскільки процесори оновлюються у межах своїх власних лінійок продуктів, але є і більше фундаментальні архітектурні зміни. x86, x64 та ARM - Все це приклади наборів інструкцій CPU, а не тільки архітектури CPU.Це означає, що всі вони використовувалися десятиліттями, і практично кожен процесор в інтелектуальному пристрої або комп'ютері, який ви використовували, побудований на базі одного з них. Хоча мікроархітектура може постійно змінюватися у стінах виробника CPU архітектура набору команд змінюється не так часто. Нижче я збираюся поглибитись у фактичні відмінності між цими архітектурами набору команд CPU, але тут важливо прояснити різницю у використанні слова «архітектура». x86 є архітектуру складного набору команд (CISC) і була домінуючою мікроархітектурою ПК з Windows до випуску x64 у 2003 році. Однак, вона була запущена у 1978 році, а це означає, що домінувала понад 20 років, перш ніж на зміну їй прийшла х64. x86 також у просторіччі відомий як «32-бітний», оскільки вона працює в межах 32-бітових обмежень ОЗУ, тобто процесору x86 є не більше 4 гігабайт системної пам'яті. x64 є архітектуру складного набору команд (CISC) і в даний час є домінантною архітектурою ПК з Windows та Linux. Насправді вона також називається x86-64оскільки вона побудована на основі вихідного набору інструкцій x86, а не повністю його замінює. Оскільки x86-64 використовується з тими ж операційними системами, які спочатку працювали на x86, такий розвиток має сенс як захід для збереження сумісності програмного забезпечення між архітектурами. Найбільша різниця між x64 та x86 полягає в тому, що x64 тепер має обмеження щодо 64-бітної оперативної пам'яті. 64-бітова математика означає, що теоретично можна досягти 16,8 мільйонів ТБ ОЗУ, але насправді максимальний об'єм ОЗУ, що досягається сучасною ОС, становить близько 6 ТБ. Однак, Windows 11 Home обмежена "всього" 128 ГБ оперативної пам'яті. ARM – це архітектура зі скороченим набором команд (CISC). Це домінуючий стандарт, який використовується інтелектуальними пристроями, а також з часом зростаючим числом малопотужних ПК та інтелектуальних пристроїв. Навіть Apple перейшла на ARM на своїх настільних комп'ютерах Mac, замість того, щоб просто виробляти чіпи ARM для пристроїв iOS. Раніше Apple використовувала ту ж архітектуру x86 і x64, що і Intel і AMD, що робить їх перехід на ARM вельми гучним схваленням ПК-простору. За обсягом пам'яті x86, на жаль, програв війнуЯк тільки настільні ПК з оперативною пам'яттю понад 4 ГБ стали звичайним явищем. Хоча застарілі пристрої x86, безумовно, все ще можна використовувати, обмеження ОЗУ 4 ГБ робить їх немислимими для повсякденного використання з сучасним програмним забезпеченням. x64 і ARM ще не досягли своєї теоретичної максимальної межі, але на сьогоднішній день обидва вони перевищують межі терабайтів. Навіть найбільш обмежена версія Windows 11 підтримує 128 ГБ системної пам'яті! ARM у цьому відношенні анітрохи не гірше, тож переможцем у цьому випадку фактично стає… Переможець: x64 та ARM Обчислювальна потужність також обмежена обсягом пам'яті, тому нам доведеться знову відмовитися від x86. Щодо обчислювальної потужності, тут насправді трохи більше нюансів, ніж можна було б очікувати. Хоча ARM працює з меншою складністю порівняно з x64, вона, як і раніше, надзвичайно корисна для широкого спектру програмного забезпечення та додатків. Розумні пристрої завжди використовували ARM і можуть робити майже все, що ПК може робити в програмному забезпеченні, навіть якщо це набагато повільніше через обмеження батареї та системи. Однак, зрештою, x64 є домінуючою складною архітектурою CPU, і процесори x64, як і раніше, лідирують у новітніх моделях HEDT і серверних материнських платах, а не тільки в споживчих настільних ПК. Програмне та апаратне забезпечення найкраще працюють на платформі x64, якщо у вас є відповідний бюджет на електроживлення та охолодження. Враховуючи конкурентоспроможність пристроїв ARM з точки зору функціональності, можна подумати, що пристрої ARM будуть такими ж енергоємними. Насправді, це не так. ARM побудовані з розрахунком на нижче енергоспоживання завдяки скороченому набору команд, тому інтелектуальний пристрій ARM або ПК буде набагато більш енергоефективним у всіх напрямках, ніж пристрої x64 або x86. Нижче енергоспоживання ARM також означає, що за його роботи виділяється менше тепла. Фактично, ARM виділяє так мало тепла, що більшості пристроїв ARM навіть не потрібно активно обертається охолодний вентилятор, як це робить ПК x64. Виробникам пристроїв ліцензувати ARM набагато дешевшечим отримувати ліцензію на x64 або x86. Це допомагає збільшити прибуток від пристроїв ARM та наповнює нижній сегмент ринку досить дешевими та потужними пристроями ARM, такими як Raspberry Pi або бюджетні смартфони. Як виявилося, ARM є цілком гідним конкурентом x64. Можливо, він ніколи не досягне тих же висот чистої обчислювальної потужності, але завдяки підтримці розробників та постійному оновленню пристроїв ARM у цьому немає потреби. ARM домінує на ринку інтелектуальних пристроїв та ПК з низьким енергоспоживанням з дуже вагомої причини. Однак, x64 нікуди не подінеться найближчим часом. Особливо з огляду на потреби професійних монтажерів, аніматорів, геймерів, серверів. Для перегляду веб-сторінок та інших відносно легких програм ARM швидко зарекомендував себе як «досить хороше» рішення для більшості людей за межами ПК. Загалом, тут важко виділити однозначного переможця. І ARM, і x64 є життєво важливою метою на сучасному ринку апаратного забезпечення. Лише x86 відійшов на другий план через старіння, але навіть тоді його програмне забезпечення продовжує жити на x64 і навіть деяких пристроях ARM. Плюс найближчим часом на нас чекає реліз Windows на базі ARM у формі SurFace. ARM64 – це оновлення архітектури ARM, яка дебютувала у 2011 році. Іншими словами, ARM є 64-бітною вже понад десять років. Однак, це не змінює жодних положень, викладених у статті вище, оскільки 32-бітна та 64-бітова обробка не є основним та кінцевим результатом того, що пропонують x86 та x64. Так.Єдина причина продовжувати використовувати процесор і операційну систему x86 - це якщо ваша материнська плата буквально не підтримує нічого іншого. І, враховуючи швидке припинення підтримки цих старих систем на фронті Windows, я б розглянув можливість оновлення до Linux, якщо ви все ще застрягли на 32-бітній машині і хочете максимально використовувати її. ТакФактично, як Windows, так і Mac OS можуть працювати на архітектурі ARM та підтримувати емуляцію x86 та x64. Якість цього досвіду буде дуже різне. Windows на ARM взагалі не дуже добре працює з додатками x86. Фактично Apple виробляє чіпи ARM з 2009 року та почала перекладати комп'ютери Mac на власну архітектуру ARM у жовтні 2016 року. архітектура
ARM від Apple також неймовірно хороша для емуляції додатків x86 та x64. Так, за допомогою емуляції чи віртуалізації, і цілком непогано! x86 не зможе запускати 64-бітові програми ARM, але x64 більш ніж достатньо хороший для запуску емуляції ARM за допомогою програмного забезпечення віртуальної машини, як VirtualBox. RISC-V – це альтернативна ARM архітектура CPU із відкритим вихідним кодом. Як і ARM, це архітектура RISC (скорочений набір інструкцій), призначена для пристроїв з низьким енергоспоживанням. . Однак, в порівнянні з ARM RISC-V має дуже обмежене поширення на ринку або програмну підтримку. Я поки не вважав би її справжнім конкурентом у цій гонці, принаймні, на даний момент. Я сподіваюся, що ця розбивка x86, x64 та ARM допомогла прояснити різницю між цими трьома фундаментальними архітектурами CPU. Сьогоднішня конкуренція між x64 і ARM багато в чому вигідна споживачеві, і досягнення деяких ARM-пристроїв (особливо Apple) в емуляції додатків x64 виявилися справді визначними. Однак, не слід недооцінювати величезну міць та гнучкість набору команд та архітектури x64, про що свідчать можливості сучасного апаратного забезпечення ПК. Чи правда, що процесор у вашому мобільнику потужніший, ніж у вашому комп'ютері? Раніше було так: є потужні процесори для настільних комп'ютерів, ноутбуків та серверів, а є слабкі процесори для мобільних пристроїв – телефонів та планшетів. Тепер ситуація змінюється: мобільні процесори поступово обганяють настільні, а настільні починають запозичувати технології з мобільних. На зорі процесорів у програмістів не було мов високого рівня, наприклад JavaScript або Python. Усі команди писалися машинним кодом чи асемблерах. Програміст тоді працював із процесором безпосередньо, і кожна команда в коді позначала якусь інструкцію для процесора. Наприклад, типова програма того часу з множення одного числа на інше могла виглядати для процесора так: У результаті виходила велика програма, яку було досить складно прочитати. Таку технологію назвали RISC - Reduced-instruction-set Computing, комп'ютер з обмеженим набором команд. Через деякий час технологію RISC удосконалили двома різними способами — так з'явилися архітектури x86 та ARM. Перші орієнтувалися на потужні комп'ютери, другі на невеликі пристрої зі зниженим енергоспоживанням. З розвитком комп'ютерів програмісти захотіли писати складніші програми. Але що складніше програма, то більше коду доводилося писати. Тоді компанія Intel випустила процесор 8086, що підтримував багато нових команд. Вони спрощували написання коду, частково закриваючи розрив між машинним кодом та високорівневою мовою програмування. Візьмемо той самий приклад коду для перемноження двох чисел. Для процесора 8086 код виглядав так: "Перемножити числа" - це нова складна команда, доступна в цьому процесорі. Коли процесор зустрічає її у коді, він виконує багато інших інструкцій, схожих на ті, які ми писали на початку, і отримує той самий результат. Така технологія називається CISC – complex instruction set computer, обчислювальна машина зі складним набором команд. ✅ З одного боку, програмістам тепер простіше писати код: замість тридцяти інструкцій можна написати три, а результат буде таким самим.Чим більше нових складних команд підтримує процесор, тим швидше йде розробка. ❌ З іншого — процесору тепер потрібно витрачати деякий час на переведення складних команд у прості. Коли він отримує від програміста команду «Перемнож ці два числа», то перетворює її на ті самі тридцять рядків коду і виконує кожну команду. Після процесора 8086 вийшли процесори 80286 та 80386. Вони вийшли настільки вдалими для того часу, що з того часу Intel маркування всіх своїх основних процесорів закінчувала на «86», а технологія та набір команд отримали назву «x86». Іншим шляхом пішла компанія ARM, назва якої розшифровується як «Покращені RISC-машини». Підхід був такий: навіщо потрібно багато складних команди для процесора, якщо можна максимально використовувати найпростіші команди і зосередитися на ефективності роботи? У результаті ARM удосконалили RISC-архітектуру, зробили команди простіше та зосередились на ефективності. У ті часи ARM-процесори працювали не так швидко, як процесори сімейства x86, зате вони споживали набагато менше енергії. Згодом це дозволило використовувати ARM-процесори у мобільних телефонах. Більшість думає саме так і в якомусь сенсі це схоже на правду. Але це не зовсім точно. Сучасні x86-процесори на 80% складаються із RISC-модулів, які обробляють RISC-команди. Кожна складна CISC-команда спеціальним декодером розбивається на багато простих команд, які виконують ці модулі. Виходить, що в основі будь-якого сучасного процесора все одно лежить RISC-архітектура, зверху якої для кожного пристрою нашаровуються свої додаткові команди. Щоб зробити процесор з x86-архітектурою, компанії потрібно самій придумати та намалювати всі транзистори та з'єднання між ними. Це складний та дорогий процес, який не можуть собі дозволити маленькі компанії. З великих виробників x86-процесорів залишилися лише Intel та AMD. В ARM зробили інакше – вони продають ліцензії на виробництво процесорів за своєю архітектурою всім охочим. Виходить, що будь-яка компанія може придбати ліцензію та робити свої ARM-процесори. При цьому компанія може як завгодно покращувати свої процесори - змінювати компонування, додавати нові модулі і таке інше. Саме доступність ліцензії та конкуренція призвели до швидкого розвитку ARM-процесорів, а не RISC-архітектури або наборів команд. Зараз на ARM свої процесори випускають Samsung, Nvidia, Qualcomm, Atmel, Huawei та багато інших. Якщо ви є виробником смартфонів, ви можете розробити свій власний процесор на ARM, а можете купити готовий у будь-якої іншої компанії. Це створює конкуренцію на ринку, гонку технологій та загальний прогрес. Сучасні процесори складаються з безлічі окремих модулів, кожен з яких робить щось своє, наприклад: Від того, як виробник реалізує компонування та з'єднання модулів, залежить швидкодія процесора та його застосовність у різних галузях. А через те, що ARM-архітектура ґрунтується на простих командах, у ній простіше з'єднувати такі модулі між собою. Виходить, що сила ARM — у простоті та гнучкості.Архітектура процесорів ARM vs x86: хто вийде переможцем?
Введення в архітектуру процесорів
Архітектура ARM
Архітектура x86
Порівняння характеристик
Характеристики ARM
Характеристика Опис Енергоспоживання Низьке Продуктивність Середня Інструкційний набір RISC (Reduced Instruction Set Computer) Застосування Мобільні пристрої, IoT, вбудовані системи Операційні системи Android, iOS, Linux Характеристики x86
Характеристика Опис Енергоспоживання Висока Продуктивність Висока Інструкційний набір CISC (Complex Instruction Set Computer) Застосування Настільні комп'ютери, сервери, обчислювальні станції Операційні системи Windows, macOS, Linux Порівняння продуктивності
Продуктивність ARM
Продуктивність x86
Програмне забезпечення
Програмне забезпечення для ARM
Програмне забезпечення для x86
Порівняння з іншими операційними системами
ARM vs. MIPS
x86 vs. AMD64 (x86-64)
Програми включені до збірки за замовчуванням
Програми за замовчуванням для ARM
Програми за промовчанням для x86
Переваги та недоліки
ARM
x86
Недоліки ARM
Недоліки x86
Відео від Droider: ARM vs x86
Висновок
Схожі записи:
Бажаєте знати більше?
RTX 3060 vs AMD RX 5700XT в іграх: Чи варто переплачувати?
Свіжа добірка відеокарт з Китаю: Травень 2024
Чому не варто більше збирати комп'ютери на 775 сокеті
5 найкращих дистрибутивів Linux для переходу з Windows у 2024
Ярослав Тимофєєв
Порівняння переваги та недоліків систем на архітектурі x86, x64 та ARM
Короткий огляд архітектури процесора та наборів інструкцій
Що таке архітектура x86
Що таке архітектура x64
Що таке архітектура ARM
x86, x64 або ARM – що краще
Порівняння x86, x64 та ARM за обсягом пам'яті
Порівняння x86, x64 та ARM з обчислювальної потужності
Порівняння x86, x64 та ARM з енергоспоживання
Порівняння x86, x64 та ARM на вимогу до охолодження
Порівняння x86, x64 та ARM за ціною
Порівняння x86, x64 та ARM – підсумковий висновок
Часті питання
Що таке ARM64?
Чи завжди x64 краще, ніж x86?
Чи може ARM запускати програми x86 чи x64?
Чи можуть запускати x86 та x64 програми ARM?
RISC-V краще, ніж ARM?
Процесори x86 та ARM – у чому різниця?
RISC - прості команди, багато коду
x86 - це складний RISC
ARM – це просунутий RISC
Виходить, процесори відрізняються тим, що x86 – це CISC, а ARM – це RISC?
У чому успіх ARM
Головне - внутрішній пристрій процесора