מעבדי X86 לעומת זרועות: ההבדלים העיקריים והיתרונות

למעבדים יכולים להיות מספר עצום של פונקציות, אך העיקרית מחוברת ללוח האם שלנו וכך להיות "המוח" של המכונה בה מעובד רוב המידע. עם זאת, למעבדים אלה יש גם הבדלים זה מזה. אנו הולכים לדעת מה ההבדל בין מעבדי ARM ו- x86.

במאמר זה נעזור לך ללמוד יותר על ARM ו- x86. בעיקר אלה שתי משפחות המעבדים הנפוצות ביותר בעולמנו. מהן נקודות החוזק, החולשה והיישומים שלו? מוכנים? נתחיל!

מדד התוכן

מעבדי X86 לעומת ARM: ההבדלים העיקריים והיתרונות

מעבדי מחשבים וטלפונים ניידים עובדים בדרכים שונות, שכן לכל מכונה צרכים ומאפיינים ספציפיים משלה. במקרה של מחשבים, היצרנים העיקריים הם AMD ואינטל, מכיוון שהמוביילים מיוצגים על ידי קוואלקום, סמסונג או מדיה טק.

מעבדי אינטל ו- AMD ידועים גם כמעבדי x86. בתחום המחשוב, x86 או 80 × 86 הוא השם הכללי למשפחת המעבדים מבוססת Intel 8086 מבית Intel Corporation.

האדריכלות נקראת x86 מכיוון שהמעבדים הראשונים במשפחה זו זוהו רק על פי מספרים שהסתיימו ברצף "86". במילים אחרות, אנו יכולים לומר שהמונח x86 מתייחס למשפחה של ארכיטקטורת ערכת הוראות, המבוססת על אינטל 8086.

ההבדל בין ARM ל- x86

ההבדל מתחיל בטכנולוגיה המשמשת בייצור המעבדים. מערכות סמארטפונים משתמשות בטכנולוגיית ARM ואילו מחשבים משתמשים בטכנולוגיית x86. הכנו הסבר קצר על פעולת המאפיינים של כל אחד מהם.

מעבדי X86 וארכיטקטורת CISC

מעבדי x86 מפותחים מארכיטקטורת CISC (Complex Instruction Set Computers). מערכת זו משמשת למבנים מורכבים יותר, כלומר הם דורשים עבודה רבה יותר בפונקציות שלהם ויש להם יותר אלמנטים בהרכב שלהם, מה שהופך אותם לאידיאליים למחשבים.

דוגמה למורכבות של ארכיטקטורת CSIC יכולה להיות החומרה של שבב Core 17. ההרכב שלה די שלם בגלל המספר הגדול של החלקים והאלמנטים, וכתוצאה מכך מתורגמים לפונקציות נוספות עבור המכונה.

מעבד מסוג זה מאפשר לבצע פעילויות מרובות בו זמנית מתוך הוראות יחידה. מעבדי CISC יכולים לבצע משימות רבות בו זמנית מבלי שאף אחת מהן תיפגע, מכיוון שהשבבים הללו כבר מתוכנתים לה.

מעבדי ARM וארכיטקטורת RISC

ההבדל בין ARM ל- x86 נובע בעיקר מהמורכבות בהרכבו, בעוד ש- x86 מפותח מארכיטקטורה מורכבת יותר, מעבד ARM מבוסס על מחשב RISC (Reduced Instruction Set Computer), שכשמו עצמו הוא אומר, שואף להיות פשוט יותר.

למרות היותם יעילים יותר, למכשירי ARM ישנם כמה אלמנטים של x86, אם כי יש הבדל רב באופן בו שני המעבדים מבצעים את משימותיהם.

בעוד שמעבד CSIC דורש פקודה אחת בלבד, מעבדי ARM דורשים כמה פקודות כך שניתן לבצע פעילות מסוימת. עם זאת, מכיוון שההוראות פשוטות יותר, התהליך נעשה מהיר יותר.

ההבדל הנוסף בין טכנולוגיית ARM ו- X86 נמצא גם בחלק מהתכונות. מחשבים מבצעים משימות שמובייל אינו מבצע ולהיפך, כך שאין טעם להציע מעבד מורכב מאוד לסמארטפון עם פונקציות קטנות. אז ישנם כמה מעבדים עם מאפיינים ייחודיים.

ראשי התיבות ARM מגיעים ממכונת Risc Advanced, שמה של החברה שנוצרה כדי להעניק רישיון לייצור מעבדים בטכנולוגיה זו. ההבדל הנוסף במעבדי x86 הוא ש- ARM מתוכננת לצריכת חשמל מינימלית וללא אובדן רב של עיבוד.

לא ייאמן ככל שיהיה, מעבדי ARM הם הנפוצים ביותר בעולם, החל מתנורי מיקרוגל ועד מערכות בקרה משובצות, צעצועים, HD ויותר. בקיצור, הכל צריך להיות קטן, לבזבז מעט אנרגיה ולעבד מידע ביעילות.

מעבד ARM מתמקד בשמירה על מספר ההוראות כמה שפחות ובמקביל לשמור על הוראות אלה פשוטות ככל האפשר.

להוראות פשוטות יש כמה יתרונות גם למהנדסי תוכנה וחומרה. מכיוון שההוראות פשוטות, המעגלים הדרושים דורשים פחות טרנזיסטורים, וכתוצאה מכך יותר מקום לשבב.

אינטל 8086, מעבד ה- x86 הראשון

נגזר מארכיטקטורה זו, AMD פיתחה את ה- x86-64, מערך גדול של הוראות שאיפשרו מרחב כתובת רב יותר, מה שמאפשר לקרוא יותר זיכרון RAM, בין יישומים אחרים.

זה הושג מלכתחילה על ידי יצירת ארכיטקטורה הרבה יותר פשוטה ממעבדי x86. ל- x86 יש כמה שלבי עיבוד, כלומר, בעוד שחלק אחד טוען הוראות לזיכרון, חלק אחר מעבד את הנתונים שההוראה הזו הולכת לקבל, חלק אחר מקצה את המטמון כדי לקבל את הפלט, אחר מספק את ההוראות האחרות להיות הושלם וכו '.

עד להרכיב הכל ולתת את התוצאה. ל- x86 יש גם תוכנית פנימית (מיקרו-קוד) שמיישמת את ההוראות, המאפשרת שיפור על ידי היצרן. כל זה הופך את ה- x86 למהיר ויעיל מאוד, ובכל זאת הוא גוזל יותר שטח פיזי וצורך יותר כוח.

היעילות של מעבדי ARM

למעבדי ARM אין מיקרו-קוד זה, יש להם פחות שלבי עיבוד (בדרך כלל 3 עד 8, לעומת 16 עד 32 ב- x86), בין היתר. אך כדי לפצות על אובדן הביצועים שנגרם כתוצאה מפישוט ארכיטקטורת ARM, יש להם כמה פתרונות שמייעלים את ביצוע הקוד.

לדוגמה, מערך ההוראות שהוא מסוגל לעבד, על ידי ביצוע זה עם נתונים רבים יותר לכל הוראות. מסיבות אלה, לא ניתן להפעיל תוכניות מחשב ב- ARM, מכיוון שהוראות ההתקן שונות.

ההבדל בפועל

אם אתה משתמש בדפדפן אינטרנט במחשב, תהיה לך אפשרות לעבוד עם מספר גדול הרבה יותר של כרטיסיות פתוחות מבלי שיהיו עצירות: אתה יכול לסמוך על משאבים כמו חלוקת מסך, הפעלת קטעי וידאו ואודיו עם מהירויות, בין היתר.

מצד שני, עם סמארטפון מספר הפונקציות מצטמצם, אי אפשר לעבוד עם טאבים רבים והמהירות גם פחות.

הבדלים בצריכת חשמל

צריכת חשמל בעיצובים משובצים עשויה להיות אחד הקריטריונים החשובים ביותר. מערכת שתוכננה להתחבר למקור מתח, כגון רשת השירות, יכולה בדרך כלל להתעלם ממגבלות צריכת החשמל, אך תכנון נייד (או כזה המחובר למקור כוח לא אמין) עשוי להיות תלוי לחלוטין בניהול של אנרגיה.

ליבות ARM מצטיינות בעיצובים בעלי עוצמה נמוכה, כאשר רבים (אם לא רוב) ליבותיהם אינם מצריכים כיורי קירור. צריכת החשמל האופיינית לו היא פחות מ -5 וואט, עם חבילות רבות הכוללות GPUs, ציוד היקפי וזיכרון.

פיזור כוח קטן זה אפשרי רק בזכות פחות הטרנזיסטורים ששימשו והמהירויות הנמוכות יחסית (בהשוואה למעבדים שולחניים נפוצים). אך שוב (קשורה לסעיף הקודם) יש לכך השפעה על ביצועי המערכת ולכן פעולות מורכבות יותר ייקח זמן רב יותר.

ליבות אינטל צורכות הרבה יותר כוח מאשר ליבות ARM בגלל המורכבות הרבה יותר שלהן. אינטל I-7 מתקדמת יכולה לצרוך עד 130 וולט כוח ואילו מעבדי מחשבים ניידים של אינטל (כמו Atom ו- Celeron) צורכים סביב 5W.

מעבדי צריכת החשמל הנמוכים (קו Atom) מיועדים לשימוש במחשבים ניידים בעלות נמוכה מאוד, ואינם משלבים גרפיקה במעבד ואילו הגרסאות הניידות כן. עם זאת, לאלה שמשלבים גרפיקה יש מהירויות שעון נמוכות משמעותית (בין 300 מגהרץ ל- 600 מגה הרץ), וכתוצאה מכך ביצועים נמוכים יותר.

הבדלים בתוכנה

כשמדובר בשני השמות הגדולים בשוק המעבדים, השוואה בין הזמינות של תוכנות ורשתות כלים היא קשה, מכיוון ששניהם נמצאים בשימוש נרחב.

למכשירים מבוססי ARM היתרון של הפעלת מערכות הפעלה המיועדות לניידים כמו אנדרואיד. למכשירים מבוססי אינטל יש את היתרון של הפעלת כמעט כל מערכת הפעלה שיכולה להופיע במחשב שולחני רגיל, כולל Windows ו- Linux.

שני המכשירים יכולים פוטנציאל להריץ את אותם יישומים כל עוד היישום נערך בשפה כמו ג'אווה.

עם זאת, מערכות מבוססות ARM מוגבלות כיום באילו מערכות הפעלה ניתנות להתקנה מכיוון שרוב מערכות ההפעלה נכתבות עבור מחשבים מבוססי x86.

קיימות הפצות לינוקס קיימות עבור ARM, כולל מערכת ההפעלה המפורסמת Raspberry Pi, אך משתמשים מסוימים עשויים למצוא זאת כמגבלה. ככל שהטכנולוגיה של ARM הופכת פופולרית יותר ויותר, מיקרוסופט פרסמה גרסת הרזיה של מערכת Windows 10 שלה בשם Windows 10 IoT Core, שיכולה לפעול על מעבדי ARM.

הבדלים ביישום

המעבד בו אתה משתמש יהיה תלוי בדרישות המחשב שלך. אם התוכנית שלך היא לייצר המוני מכונת צלחת אחת שמטרתה להיות בעלות נמוכה, האפשרות האמיתית היחידה היא ARM.

אם התוכנית היא שיהיה פלטפורמה חזקה, אינטל או AMD הם האפשרות הטובה ביותר. אם שמירת חשמל היא חשש, ARM אולי האפשרות הטובה ביותר, אך ישנם מעבדי אינטל שמתהדרים בכוח עיבוד חזק תוך מתן פיזור נמוך של כוח.

אנו ממליצים לקרוא את המעבדים הטובים ביותר בשוק

לפרויקטים שאינם דורשים תצוגות מורכבות (כמו צגים), סביר להניח כי ARM היא האפשרות. זה מסתכם בכמה גורמים, כולל העלות של בקרי מיקרו ARM, אילו חבילות זמינות והמגוון הרחב שמציעים ספקים מרובים. אנו ממליצים שתבדוק את כל מה שכתבנו על Raspberry Pi 3.

בסך הכל, גם אינטל וגם ARM מייצרים מכונות נפלאות עם מגוון רחב של בקרים וציוד היקפיים משולבים. כל סוג, ARM או x86, מתאים לנישה משלו. למרות שמידע כבר דולף שאפל וגם מיקרוסופט ישתמשו במושגים שלהם "טבליות 2 ב -1" מעבדים מסוג זה ויעלו משמעותית את האוטונומיה של ציוד נייד. מה אתם חושבים על המאמר שלנו בנושא מעבדי x86 לעומת ARM? אנו רוצים לדעת את דעתך!