โปรเซสเซอร์แขน X86: ความแตกต่างและประโยชน์หลัก

โปรเซสเซอร์สามารถมีฟังก์ชั่นได้มากมาย แต่ส่วนที่สำคัญเชื่อมต่อกับเมนบอร์ดของเราและทำให้เป็น "สมอง" ของเครื่องที่ประมวลผลข้อมูลส่วนใหญ่ ยังโปรเซสเซอร์เหล่านี้ยังมีความแตกต่างจากกันและกัน เราจะได้ทราบถึงความแตกต่างระหว่าง โปรเซสเซอร์ ARM และ x86

ในบทความนี้เราจะช่วยคุณเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับ ARM และ x86 ส่วนใหญ่เป็นตระกูลโปรเซสเซอร์ที่พบมากที่สุดในโลกของเรา จุดแข็งจุดอ่อนและการใช้งานของมันคืออะไร? พร้อมหรือยัง? เริ่มกันเลย!

ดัชนีเนื้อหา

โปรเซสเซอร์ X86 กับ ARM: ความแตกต่างและประโยชน์หลัก

โปรเซสเซอร์คอมพิวเตอร์และโทรศัพท์มือถือทำงานในรูปแบบที่แตกต่างกันเนื่องจากแต่ละเครื่องมีความต้องการและคุณสมบัติเฉพาะของตนเอง ในกรณีของคอมพิวเตอร์ผู้ผลิตรายใหญ่คือ AMD และ Intel เนื่องจากโทรศัพท์มือถือนั้นแสดงโดย Qualcomm, Samsung หรือ Media Tek

โปรเซสเซอร์ Intel และ AMD เรียกอีกอย่างว่าโปรเซสเซอร์ x86 ในการคำนวณ x86 หรือ 80 × 86 เป็นชื่อสามัญของ โปรเซสเซอร์ตระกูล Intel 8086 จาก Intel Corporation

สถาปัตยกรรมนี้ เรียกว่า x86 เนื่องจากโปรเซสเซอร์ตัวแรก ในตระกูลนี้ถูกระบุด้วยตัวเลขที่ลงท้ายด้วย ลำดับ "86" เท่านั้น กล่าวอีกนัยหนึ่งเราสามารถพูดได้ว่าคำว่า x86 หมายถึงตระกูลชุดคำสั่งสถาปัตยกรรมอ้างอิงจาก Intel 8086

ความแตกต่างระหว่าง ARM และ x86

ความแตกต่างเริ่มต้นขึ้นในเทคโนโลยีที่ใช้ในการผลิตโปรเซสเซอร์ ระบบ สมาร์ทโฟนใช้เทคโนโลยี ARM ในขณะที่คอมพิวเตอร์ใช้เทคโนโลยี x86 เราได้เตรียมคำอธิบายสั้น ๆ เกี่ยวกับการทำงานและคุณสมบัติของแต่ละอันไว้

โปรเซสเซอร์ X86 และสถาปัตยกรรม CISC

โปรเซสเซอร์ x86 ได้รับการพัฒนาจาก สถาปัตยกรรม CISC (Complex Instruction Set Computers) ระบบนี้ใช้สำหรับโครงสร้างที่ซับซ้อนมากขึ้นนั่นคือพวกเขาต้องการการทำงานที่มากขึ้นและมีองค์ประกอบมากขึ้นในการจัดองค์ประกอบของพวกเขาทำให้พวกเขาเหมาะสำหรับคอมพิวเตอร์

ตัวอย่างของความซับซ้อนของสถาปัตยกรรม CSIC สามารถเป็นฮาร์ดแวร์ของชิป Core 17 ได้การจัดองค์ประกอบค่อนข้างสมบูรณ์เนื่องจากมีชิ้นส่วนและองค์ประกอบจำนวนมากซึ่งแปลเป็นฟังก์ชันเพิ่มเติมสำหรับเครื่อง

ตัวประมวลผลชนิดนี้อนุญาตให้มีหลายกิจกรรมในเวลาเดียวกันจากคำสั่งเดียว โปรเซสเซอร์ CISC สามารถทำงานหลายอย่างพร้อมกันโดยไม่ต้องทำอะไรเลยเนื่องจากชิปเหล่านี้ได้รับการตั้งโปรแกรมไว้แล้ว

โปรเซสเซอร์ ARM และสถาปัตยกรรม RISC

ความ แตกต่างระหว่าง ARM และ x86 นั้นมีสาเหตุหลักมาจากความซับซ้อนของการจัดองค์ประกอบ ในขณะที่ x86 ได้รับการพัฒนาจากสถาปัตยกรรมที่ซับซ้อนยิ่งขึ้นหน่วยประมวลผล ARM นั้นใช้ RISC (Reduced Instruction Set Computer) ซึ่งเป็นชื่อของตัวเอง เขากล่าวว่ามีจุดมุ่งหมายที่จะง่ายขึ้น

แม้จะมีความคล่องตัวมากขึ้น แต่อุปกรณ์ ARM ก็มีองค์ประกอบ x86 บางอย่างแม้ว่าจะมีความแตกต่างกันมากในวิธีที่โปรเซสเซอร์ทั้งสองปฏิบัติงาน

ในขณะที่หน่วยประมวลผล CSIC ต้องการเพียงหนึ่งคำสั่งหน่วยประมวลผล ARM ต้องการหลายคำสั่งเพื่อให้กิจกรรมบางอย่างสามารถดำเนินการได้ อย่างไรก็ตามเนื่องจากคำแนะนำนั้นง่ายกว่ากระบวนการจึงเร็วขึ้น

ความ แตกต่าง อื่น ๆ ระหว่างเทคโนโลยี ARM และ X86 นั้นพบได้ในคุณสมบัติบางอย่าง คอมพิวเตอร์ดำเนินงานที่โทรศัพท์มือถือไม่ทำงานและในทางกลับกันดังนั้นจึงมีจุดเล็กน้อยในการเสนอโปรเซสเซอร์ที่ซับซ้อนมากสำหรับสมาร์ทโฟนที่มีฟังก์ชั่นขนาดเล็ก ดังนั้นจึงมีโปรเซสเซอร์บางตัวที่มีคุณสมบัติพิเศษ

ARM ย่อ มาจาก Advanced Risc Machine ซึ่งเป็นชื่อของ บริษัท ที่สร้างขึ้นเพื่อลิขสิทธิ์การผลิตโปรเซสเซอร์ในเทคโนโลยีนี้ ข้อ แตกต่าง อื่น ๆ ของ โปรเซสเซอร์ x86 คือ ARM ได้รับการออกแบบให้ใช้พลังงานน้อยที่สุดและไม่สูญเสียพลังในการประมวลผล มากนัก

ไม่น่าเชื่อว่าโปรเซสเซอร์ ARM นั้นใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุดในโลกตั้งแต่เตาไมโครเวฟไปจนถึงระบบควบคุมฝังตัวของเล่น HD และอื่น ๆ ในระยะสั้นทุกอย่างจะต้องมีขนาดเล็กใช้พลังงานน้อยและประมวลผลข้อมูลได้อย่างมีประสิทธิภาพ

หน่วยประมวลผล ARM มุ่งเน้นไปที่การรักษาจำนวนคำสั่งให้น้อยที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ในขณะที่ยังคงคำสั่งเหล่านั้นให้ง่ายที่สุดเท่าที่จะทำได้

คำแนะนำง่ายๆมีข้อดีสำหรับ วิศวกร ฮาร์ดแวร์ และซอฟต์แวร์ เนื่องจากคำแนะนำนั้นง่ายวงจรที่จำเป็นต้องใช้ทรานซิสเตอร์น้อยลงส่งผลให้มีพื้นที่สำหรับชิปมากขึ้น

Intel 8086 โปรเซสเซอร์ x86 ตัวแรก

มาจากสถาปัตยกรรมนี้ AMD ได้พัฒนา x86-64 ชุดคำสั่งขนาดใหญ่ที่อนุญาตให้มีพื้นที่ที่อยู่มากขึ้นทำให้สามารถอ่าน RAM ได้มากขึ้นรวมถึงการใช้งานอื่น ๆ

สิ่งนี้สำเร็จได้ตั้งแต่แรกด้วยการสร้างสถาปัตยกรรมที่ง่ายกว่าโปรเซสเซอร์ x86 x86 มีหลายขั้นตอนของการประมวลผลนั่นคือในขณะที่ส่วนหนึ่งโหลดคำสั่งลงในหน่วยความจำส่วนอื่นประมวลผลข้อมูลที่คำสั่งนี้จะได้รับอีกส่วนหนึ่งจัดสรรแคชเพื่อรับเอาต์พุตอีกส่วนหนึ่งให้คำแนะนำอื่น ๆ เสร็จแล้ว ฯลฯ

จนกว่าจะรวมทุกอย่างเข้าด้วยกันและให้ผลลัพธ์ x86 ยังมีโปรแกรมภายใน (ไมโครโค้ด) ที่ใช้งานคำสั่งซึ่งช่วยให้ผู้ผลิตสามารถปรับปรุงได้ ทั้งหมดนี้ทำให้ x86 นั้นเร็วและมีประสิทธิภาพ แต่มันกินพื้นที่ทางกายภาพมากขึ้นและใช้พลังงานมากขึ้น

ประสิทธิภาพของโปรเซสเซอร์ ARM

โปรเซสเซอร์ ARM ไม่มีไมโครโค้ดนี้พวกเขามีขั้นตอนการประมวลผลน้อยลง (โดยทั่วไปคือ 3 ถึง 8 เมื่อเทียบกับ 16 ถึง 32 ใน x86) ท่ามกลางการทำให้เข้าใจง่ายอื่น ๆ แต่เพื่อชดเชยการสูญเสียประสิทธิภาพที่เกิดจากการลดความซับซ้อนของสถาปัตยกรรม ARM พวกเขามีวิธีแก้ไขปัญหาบางอย่างที่ทำให้การเรียกใช้โค้ดมีประสิทธิภาพมากขึ้น

ตัวอย่างเช่นชุดคำสั่งที่สามารถประมวลผลได้โดยทำข้อมูลเพิ่มเติมต่อคำสั่ง ด้วยเหตุผลเหล่านี้จึงไม่สามารถเรียกใช้โปรแกรม PC ใน ARM ได้เนื่องจากคำสั่งเครื่องนั้นแตกต่างกัน

ความแตกต่างในทางปฏิบัติ

หากคุณใช้เว็บเบราว์เซอร์บนคอมพิวเตอร์คุณจะมีความเป็นไปได้ที่จะทำงานกับแท็บที่เปิดอยู่จำนวนมากโดยไม่หยุดนิ่ง: คุณสามารถพึ่งพาทรัพยากรเช่นการแบ่งหน้าจอการเล่นวิดีโอและไฟล์เสียงด้วยความเร็ว

ในทางตรงกันข้ามกับสมาร์ทโฟนจำนวนฟังก์ชั่นจะลดลงคุณไม่สามารถทำงานกับแท็บจำนวนมากและความเร็วก็ลดลงเช่นกัน

ความแตกต่างในการใช้ไฟฟ้า

การใช้พลังงานในการออกแบบแบบฝังอาจเป็นหนึ่งในเกณฑ์ที่สำคัญที่สุด ระบบที่ออกแบบมาเพื่อเชื่อมต่อกับแหล่งพลังงานเช่นยูทิลิตี้กริดสามารถละเว้นข้อ จำกัด ของการใช้พลังงาน แต่การออกแบบมือถือ (หรือหนึ่งที่เชื่อมต่อกับแหล่งพลังงานที่ไม่น่าเชื่อถือ) อาจขึ้นอยู่กับการจัดการทั้งหมด พลังงาน

ARM cores excel ในการออกแบบที่ใช้พลังงานต่ำที่ มีหลายคอร์ (ถ้าไม่มากที่สุด) ของ cores ของพวกเขาไม่ต้องการฮีทซิงค์ การใช้พลังงานโดยทั่วไปน้อยกว่า 5W พร้อมแพ็คเกจมากมายรวมถึง GPU อุปกรณ์ต่อพ่วงและหน่วยความจำ

การกระจายพลังงานขนาดเล็กนี้เป็นไปได้เพียงเพราะการใช้ทรานซิสเตอร์น้อยลงและความเร็วที่ค่อนข้างต่ำ (เมื่อเทียบกับซีพียูเดสก์ทอปทั่วไป) แต่อีกครั้ง (เกี่ยวข้องกับส่วนก่อนหน้า) สิ่งนี้ มีผลกระทบต่อประสิทธิภาพของระบบดังนั้นการดำเนินการที่ซับซ้อนมากขึ้นจะใช้เวลานานกว่า

Intel cores ใช้พลังงานมากกว่า ARM ARM เนื่องจากความซับซ้อนที่มากขึ้น Intel I-7 ระดับไฮเอนด์สามารถใช้พลังงานได้สูงสุด 130W ในขณะที่โปรเซสเซอร์โน้ตบุ๊ก Intel (เช่น Atom และ Celeron) ใช้พลังงานประมาณ 5W

ออกแบบมาเพื่อการใช้งานแล็ปท็อปที่มีต้นทุนต่ำมากโปรเซสเซอร์ที่ใช้พลังงานต่ำ (สาย Atom) ไม่รวมกราฟิกในโปรเซสเซอร์ขณะที่รุ่นมือถือใช้ อย่างไรก็ตามกราฟิกที่รวมเข้าด้วยกันนั้นมีความเร็วสัญญาณนาฬิกาลดลงอย่างมาก (ระหว่าง 300 MHz และ 600 MHz) ส่งผลให้ประสิทธิภาพลดลง

ความแตกต่างในซอฟต์แวร์

เมื่อพูดถึงสองชื่อใหญ่ในตลาดโปรเซสเซอร์การเปรียบเทียบความพร้อมใช้งานของซอฟต์แวร์และกลุ่มเครื่องมือเป็นเรื่องยากเนื่องจากทั้งสองถูกใช้อย่างกว้างขวาง

อุปกรณ์ที่ใช้ ARM มีข้อได้เปรียบในการใช้งานระบบปฏิบัติการที่ออกแบบมาสำหรับโทรศัพท์มือถือเช่น Android อุปกรณ์ที่ใช้ Intel มีข้อได้เปรียบในการใช้งานระบบปฏิบัติการใด ๆ ที่สามารถทำงานบนคอมพิวเตอร์เดสก์ท็อปมาตรฐานรวมถึง Windows และ Linux

อุปกรณ์ทั้งสองสามารถใช้งานแอพพลิเคชั่นเดียวกันได้ตราบใดที่แอพพลิเคชั่นรวบรวมเป็นภาษาเช่น Java

อย่างไรก็ตามในปัจจุบันระบบที่ใช้ ARM นั้นมีข้อ จำกัด ในระบบปฏิบัติการใดบ้างที่สามารถติดตั้งได้เนื่องจากระบบปฏิบัติการส่วนใหญ่จะเขียนขึ้นสำหรับคอมพิวเตอร์ที่ใช้ x86

มีการแจกจ่าย Linux บางอย่างสำหรับ ARM รวมถึงระบบปฏิบัติการ Raspberry Pi ที่มีชื่อเสียง แต่ผู้ใช้บางคนอาจพบว่านี่เป็นข้อ จำกัด เมื่อเทคโนโลยี ARM กำลังเป็นที่นิยมมากขึ้นไมโครซอฟท์จึงปล่อย Windows 10 IoT Core รุ่นที่บางลงซึ่งเรียกว่า Windows 10 IoT ซึ่งสามารถรันบนโปรเซสเซอร์ ARM ได้

ความแตกต่างในแอพพลิเคชั่น

โปรเซสเซอร์ที่คุณใช้จะขึ้นอยู่กับข้อกำหนดของคอมพิวเตอร์ของคุณ หากแผนของคุณคือ การผลิตเครื่องจักรแผ่นเดียว ที่มีเป้าหมายคือต้นทุนต่ำตัวเลือกเดียวที่แท้จริงคือ ARM

หากแผนการนั้นมีแพลตฟอร์มที่มีประสิทธิภาพแสดงว่า Intel หรือ AMD เป็นตัวเลือกที่ดีที่สุด หากการอนุรักษ์พลังงานเป็นเรื่องที่กังวล ARM อาจเป็นตัวเลือกที่ดีที่สุด แต่มีโปรเซสเซอร์ของ Intel ที่มีกำลังการประมวลผลสูงในขณะที่ให้พลังงานต่ำ

เราขอแนะนำให้อ่าน โปรเซสเซอร์ที่ดีที่สุดในตลาด

สำหรับโครงการที่ไม่ต้องการจอแสดงผลที่ซับซ้อน (เช่นจอภาพ) ARM น่าจะเป็นตัวเลือกมากที่สุด สิ่งนี้มีหลายปัจจัยรวมถึงค่าใช้จ่ายของไมโครคอนโทรลเลอร์ ARM สิ่งที่มีอยู่ในแพ็คเกจและความหลากหลายที่มีให้โดยผู้ค้าหลายราย เราขอแนะนำให้คุณดูทุกสิ่งที่เราเขียนเกี่ยวกับ Raspberry Pi 3

โดยรวมแล้วทั้ง Intel และ ARM ผลิตเครื่องจักรที่ยอดเยี่ยมด้วยตัวควบคุมและอุปกรณ์ต่อพ่วงที่หลากหลาย แต่ละประเภท ARM หรือ x86 เหมาะกับช่องของตัวเอง แม้ว่าข้อมูลจะรั่วไหลไปแล้วทั้ง Apple และ Microsoft จะใช้ในแนวคิดของ "แท็บเล็ต 2-in-1" โปรเซสเซอร์ประเภทนี้และเพิ่มความเป็นอิสระของอุปกรณ์พกพาอย่างมาก คุณคิดอย่างไรเกี่ยวกับบทความของเราเกี่ยวกับโปรเซสเซอร์ x86 กับ ARM? เราต้องการทราบความคิดเห็นของคุณ!