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向左走向右走 谈ARM处理器与X86处理器的区别
  • 2012-9-10 17:14:29
  • 类型:原创
  • 来源:电脑报
  • 报纸编辑:王诚
  • 作者:陈扬轶
【电脑报在线】现在的手机以及平板相比过去的同类产品,性能委实提升不是一点半点。从最早玩个简单的小游戏都艰难无比,到现在可以运行大型3D游戏;从看低分辨率的3GP格式视频,到现在可以播放1080P全高清视频……智能移动设备性能的飞跃让不少人产生了一个念头:现在的ARM处理器在性能上是不是已经可以和桌面处理器相比了?下面我们就具体架构和设计来谈谈两种处理器的区别。

    现在的手机以及平板相比过去的同类产品,性能委实提升不是一点半点。从最早玩个简单的小游戏都艰难无比,到现在可以运行大型3D游戏;从看低分辨率的3GP格式视频,到现在可以播放1080P全高清视频……智能移动设备性能的飞跃让不少人产生了一个念头:现在的ARM处理器在性能上是不是已经可以和桌面处理器相比了?下面我们就具体架构和设计来谈谈两种处理器的区别。




ARM处理器的黄金年代


    首发需要了解的是,ARM并不是产品的名字,而是一种处理器的架构,最早的ARM处理器诞生于1985年。ARM处理器被广泛应用于嵌入式设备中,到2009年,ARM架构处理器占了市面上所有32位嵌入式RISC处理器90%的比例,使它成为占全世界最多数的32位架构处理器。


    从具体设备来看,手机、平板、游戏机以及其他各种小型掌上设备中基本都采用了ARM处理器,从ARM处理器的特点来看,它相对其他处理器架构拥有高性能、低能耗、低成本等优势,所以这也是它被移动设备钟爱的原因。ARM处理器的架构已经更新了很多代,现在最新的架构是ARM V8(相关产品尚未问世)。ARM架构的处理器是以授权的形式进行生产的,ARM公司本身并不生产处理器,只是将相关的架构产权出售给其他公司。所以现在我们看到的三星、高通、NVIDIA、苹果等自己生产的处理器,实际上都是通过了ARM公司的授权,在总的处理器架构上有相同之处。


    说现在是ARM处理器的黄金年代毫不为过,在智能移动设备迅速占据市场之际,ARM处理器的性能也直线提升。现在各家主流的ARM处理器已经跨过双核大关,来到了四核时代。同时根据各家厂商的路线图,只要市场有需要,随时可以生产八核甚至以上的产品,频率也可以提升到2GHz以上。NVIDIA就宣称ARM架构更适合未来高性能、低能耗的需求,是超级计算机最佳的选择。


ARM和X86不具可比性


    但要说ARM处理器的性能已经可以和桌面X86处理器相比,则是一个有趣却又没有什么实际意义的话题。事实上,处理器的架构有很多种,如果要对处理器大的架构进行分类,我们可以分为“CISC”和“RISC”两种,也就是我们常说的“复杂指令集”和“精简指令集”,其中X86就是复杂指令集的代表,而ARM则是精简指令集的代表,ARM的名字就直接表明了它的架构:Advanced RISC Machine——高级RISC机。


    简单而言,复杂指令集和精简指令集的设计思路是完全不同,两种处理器在工作时的思考方式也有很大的区别。复杂指令集更适合处理一些高密度的计算任务,而精简指令集则更适合处理器做一些简单重复的任务。打个比方,如果要让我们执行早上起床上班的任务应该怎么做呢?复杂指令集此时只要对我们下达上班的命令,我们就会自动执行一系列复杂的动作,如起床、穿衣、洗涮、出门、上车等命令;而精简指令集则要单独向我们下达一个一个简单的指令,让我们一步一步执行他下达的命令,最终达成上班的目的。


    这就是两者为什么不好比较性能的原因,这样的思路导致了CISC和RISC两种处理器的巨大差异,前者更加专注于高性能但同时也需要高功耗,而后者则专注于小尺寸低功耗的领域。执行高密度的运算任务的时候CISC更具备优势,而执行简单重复劳动的时候RISC就能占到上风。

本文出自2012-09-10出版的《电脑报》第36期 E.硬件发烧友
(网站编辑:黄旭)


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