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科普知識
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微控制器MCU

ARM處理器和Intel處理器到底有何區別?

發布日期:2022-04-17 點擊率:557

安卓支持三類處理器(CPU):ARM、Intel和MIPS。ARM無疑被使用得最為廣泛。Intel因為普及于臺式機和服務器而被人們所熟知,然而對移動行業影響力相對較小。MIPS在32位和64位嵌入式領域中歷史悠久,獲得了不少的成功,可目前Android的采用率在三者中最低。

總之,ARM現在是贏家而Intel是ARM的最強對手。那么ARM處理器和Intel處理器到底有何區別?為什么ARM如此受歡迎?你的智能手機或平板電腦用的是什么處理器到底重要不重要?

【科普】ARM處理器和Intel處理器到底有何區別?

處理器(CPU)

中央處理器(CPU)是你智能設備的大腦。它的任務是通過執行一系列指令來驅動你的設備,包括顯示屏、觸摸屏、調制解調器等,讓一坨塑料金屬混合物變成閃亮的智能手機或者平板電腦。

移動設備非常復雜,其中的處理器需要執行數百萬行指令才能完成人們希望這些設備去做的事。速度和功耗對處理器來說至關重要。速度影響用戶體驗,功耗影響電池壽命。完美的移動設備必須有好性能以及低功耗。

這就是為什么選擇什么樣的處理器很重要。一個超級耗電、反應遲鈍的處理器會很快吸干你的電池,而一個考究的、高效的處理器給你帶來高性能和長久的電池壽命。

總體而言,ARM和Intel處理器的第一個區別是,前者使用精簡指令集(RISC),而后者使用復雜指令集(CISC)。

通俗而言,精簡指令集規模較小,更接近原子操作,而復雜指令集規模較大,更加復雜。所謂原子操作,是指每條指令的工作大都可以由處理器在一個操作內完成,例如對兩個寄存器做加法。

復雜指令集的指令描述某個意圖,但是處理器必須執行3或4個更簡單的指令來實現這個意圖。例如,可以命令一個復雜指令集處理器對2個數求和,并把結果存入主內存中。為了完成這個命令,處理器首先從地址1中取得第一個數(操作1),然后從地址2中取得另一個數(操作2),然后求和(操作3),等等。

【科普】ARM處理器和Intel處理器到底有何區別?

所有的現代處理器都使用一種所謂微指令的概念,這是一個處理器內部的指令集合,用來描述處理器可以做的原子操作。

復雜指令集處理器實際上執行了3條微指令。對精簡指令集處理器而言,其指令跟其微指令十分接近,而復雜指令集處理器的指令需要先被轉換成一些更精簡的微指令(就像前面的復雜指令集處理器做加法的例子中那樣)。

也就是說,精簡指令集處理器中的解碼器(負責告訴處理器到底要干些什么的東東)要簡單得多,而簡潔意味著高效和低功耗。

制造工藝

ARM和Intel處理器的另外一個主要區別是ARM從來只是設計低功耗處理器。其宗旨是設計低功耗處理器,這是他們的強項。Intel的強項是設計超高性能的臺式機和服務器處理器,并且的確做的不錯。

Intel是臺式機的服務器行業的老大。過去的20年里我所有的PC,筆記本和服務器(除了一個外)用的都是Intel的處理器。然而進入移動行業時,Intel依然使用和臺式機同樣的復雜指令集架構,試圖將其硬塞入給移動設備使用的體積較小的處理器中。

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