Med den altid tilstedeværende rygte om ARM MacBooks, der får fornyet energi, er det tid til at få en forståelse for de tekniske forskelle mellem ARM-processorer og de mere almindelige x86-processorer, der er lavet af Intel og AMD.

Hvad betyder x86 alligevel?

Intel-processorer, der findes i stationære og bærbare computere, kaldes undertiden som "x86" -processorer. Dette kan være lidt forvirrende, hvis du nogensinde har bemærket dine to programfiler på Windows.

Windows 7, 8 og 10 henviser til deres 32-bit-programmer med udtrykket "x86" og deres 64-bit-programmer (i nogle sammenhænge) som "x64". Det er ikke strengt præcist. 64-bit-kompatible processorer bør henvises til som x86-64, men det er meget klunkere.

"X86" -navnet stammer fra de originale 16-bit Intel-processorer, der brugte x86-instruktionssætet, 8086. Fremtidige generationer, der delte samme instruksionssæt, delte også det samme suffiks, som 80386. Dette blev holdt indtil Pentium-chips, hvilket brød navneskonventionen, men vi bruger stadig "x86" for at henvise til disse slags chips.

Instruktionssæt

Alle processorer er baseret på, hvad der kaldes et "instruksionssæt". Dette er et sæt af rudimentære operationer, som en chip kan udføre og instruktioner for, hvordan de skal udføres. Det fortæller chipet hvordan man laver grundlæggende matematik og flytter data rundt. Programmeringssproget for disse instruktioner hedder monteringssprog.

Kerneforskellen mellem ARM og x86 chips er deres instruktionssæt. x86 chips er CISC, som står for "komplekse instruktionssæt computing." CISC chips forsøger at repræsentere en given opgave i de færrest mulige samlingslinjer, der abstraherer de grundlæggende funktioner. Disse mere komplekse operationer skal også løbe i løbet af flere urcykler. ARM chips er RISC, som står for "reduceret instruktion sæt computing." RISC chips inkluderer yderst rudimentære instruktion sæt, bryde hver proces ned i ekstremt små, enkle trin. Hver af disse mindre trin kan udføres i en enkelt ur cyklus.

CISC vs RISC

Hvis en CISC-chip skal multiplicere to tal, kan den køre en enkelt kommando: MULT 2, 3 . Denne enkelt kommando dækker indlæsningsnumre fra hukommelsen, multiplicerer dem sammen og lagrer resultatet i den korrekte hukommelsesplacering. En RISC-chip, der udfører samme operation, ville kræve mange flere trin. Først en LOAD instruktion til at flytte numrene fra registrarer til udførelsesenheden. Derefter en PROD instruktion til at multiplicere tallene. Endelig en stor instruktion til at placere resultatet i det korrekte register.

Mens CISC-brikken kan virke mere effektiv, fordi dens kommandoer virker enklere, skal du huske på nogle vigtige forskelle:

  • For det første udfører CISC-chips kommandoer over flere urcyklusser, mens hver instruktion i en RISC-chip udføres over en enkelt urcyklus. På grund af dette kan vores hypotetiske MULT kommando løbe i samme antal cyklusser som RISC-instruktionerne, der udfører den samme opgave.
  • For det andet skal alle CISC's instruktioner og logik opbevares i transistorer. RISC-chips kan bruge mindre transistorer, fordi de skal lagre færre instruktioner.
  • For det tredje giver det lavere antal transistorer, der kræves af RISC, mulighed for lavere strømforbrug.

Der er nogle fordele ved CISC. For det første behøver computeren ikke gøre meget arbejde for at konvertere fra et programmeringssprog på menneskelig niveau som C til processormonteringssprog. Faktisk er den ovenfor nævnte MULT kommando meget lig den C kommando foo = foo * bar . RISC chips spørger kompilatoren at gøre meget mere arbejde for at få kode ned i samlingssprog. CISC-chips kan også fungere direkte på hovedhukommelsen, mens RISC-chips kun kan fungere på CPU-registre.

Strømforbrug

Den anden kerneforskel mellem arkitekturerne er strømforbruget. Takket være deres reducerede instruktionssæt kræver RISC-chips mindre transistorer til at fungere. Det betyder, at færre transistorer skal drives, hvilket medfører strømbesparelser og varmeforringelse. Dette har ført til, at ARM-chips kører næsten alle mobilenheder.

Intel og AMDs x86 chips er bedre til stationære maskiner, hvor strømforbruget ikke er så meget af et problem. De er også inkluderet i bærbare computere, der naturligvis er batteridrevne. Strømmen er dog ikke så høj som en præmie som i smartphones, hvilket giver mulighed for mere kraftfulde chips.

Konklusion

Den højeste niveauforskel mellem chipsene er baseret på strøm og hastighed. ARM-chips er gode til lav-energimiljøer, men er typisk langsommere, mens x86-chips fungerer hurtigt, men er ikke så strømbevidste. Denne grundlæggende generalisering ændrer sig, da Intel forsøger at producere lavdrevne versioner af sine x86-chips, og ARM-chips, som Apples A10 Fusion, begynder at overtage laptop chips.