Processadors x86 vs arm: diferències i avantatges principals

Els processadors dels ordinadors i de telèfons mòbils treballen de maneres diferents, ja que cada màquina té les seves pròpies necessitats i característiques específiques. En el cas dels ordinadors, els principals fabricants són AMD i Intel, ja que els mòbils són representats per Qualcomm, Samsung o Mitja Tek.

Els processadors d'Intel i AMD són també coneguts com a processadors x86. En informàtica, x86 o 80 × 86 és el nom genèric que es dóna a la família de processadors basats en Intel 8086, d'Intel Corporation.

L'arquitectura és cridada x86 perquè els primers processadors d'aquesta família van ser identificats només per números acabats amb la seqüència "86". En altres paraules, podem dir que el terme x86 es refereix a una família de l'arquitectura del conjunt d'instruccions, basat en l'Intel 8086.

La diferència entre ARM i x86

La diferència comença en la tecnologia utilitzada en la fabricació dels processadors. Els sistemes per a smartphones utilitzen la tecnologia ARM, mentre que els ordinadors utilitzen tecnologia x86. Hem preparat una petita explicació sobre el funcionament i particularitats de cada un.

Processadors x86 i l'arquitectura CISC

Els processadors x86 són desenvolupats a partir de l'arquitectura CISC (Complex INSTRUCION setembre Computers). Aquest sistema és utilitzat per a estructures més complexes, és a dir, que requereixen més treball en les seves funcions i que tinguin més elements en la seva composició, de manera que són ideals per a ordinadors.

Un exemple sobre la complexitat de l'arquitectura CSIC pot ser el maquinari d'un xip Core 17. La seva composició és bastant completa causa de la gran quantitat de peces i elements, que en conseqüència es tradueix en més funcions per a la màquina.

Aquest tipus de processador permet que es produeixin diverses activitats a el mateix temps a partir d'una única instrucció. Els processadors CISC poden realitzar nombroses tasques simultànies sense que alguna d'elles sigui perjudicada, ja que aquests xips ja estan programats per a això.

Processadors ARM i l'arquitectura RISC

La diferència entre ARM i x86 es dóna principalment en la complexitat de la seva composició, mentre que el x86 és desenvolupat a partir d'una arquitectura més complexa, un processador ARM està basat en RISC (Reduced Instruction Set Computer), que com el propi nom ho diu, té com a objectiu ser més simple.

Tot i ser més simplificats, els dispositius ARM tenen alguns elements x86, tot i que hi ha molta diferència en la manera en què els dos processadors executen les seves tasques.

Mentre que un processador CSIC demanda només una ordre, els processadors ARM demanen diversos comandaments perquè alguna activitat pugui ser realitzada. No obstant això, com les instruccions són més simples, el procés es fa més ràpid.

L'altra diferència entre la tecnologia ARM i la X86 també es dóna en algunes de les funcions. Els ordinadors realitzen tasques que els mòbils no executen i viceversa, per això, no té gaire sentit oferir un processador molt complex per a un smartphone amb funcions petites. Per això existeixen alguns processadors amb característiques úniques.

La sigla ARM ve d'Advanced Risc Machine, nom de l'empresa creada per llicenciar la fabricació de processadors en aquesta tecnologia. L'altra diferència amb els processadors x86 és que els ARM són dissenyats per tenir un consum mínim d'energia i sense gaire pèrdua de poder de processament.

Per increïble que sembli, els processadors ARM són els més utilitzats en el món, són presents des dels forns de microones, fins en els sistemes de control encastats, joguines, HD 'si més. En fi, tot el que ha de ser petit, gastar poca energia i processar la informació de manera eficient.

Un processador ARM s'enfoca en mantenir el nombre d'instruccions en el mínim possible mentre que també manté aquestes instruccions tan simples com es pugui.

Les instruccions senzilles tenen alguns avantatges tant per als enginyers de maquinari com per als enginyers de programari. Com les instruccions són simples, els circuits necessaris requereixen menys transistors, resultant en més espai per al xip.

Intel 8086, el primer processador x86

Derivat d'aquesta arquitectura, AMD ha desenvolupat el x86-64, un gran conjunt d'instruccions que va permetre més espai d'adreces, el que permet llegir una major quantitat de memòria RAM, entre altres implementacions.

Això es va aconseguir, en primer lloc, amb la creació d'una arquitectura molt més simple que els processadors x86. Els x86 tenen diverses etapes de processament, és a dir, mentre una part carrega una instrucció en la memòria, una altra part processa les dades que aquesta instrucció va rebre, una altra assigna la memòria cau per rebre la sortida, una altra preveu les altres instruccions per a ser completada, etcètera.

Fins ajuntar tot i donar el resultat. Els x86 també tenen un programa intern (microcode) implementador de les instruccions, el que permet que les mateixes puguin ser millorades pel fabricant. Tot això fa que el x86 sigui molt ràpid i eficient, però fa que es gasti més espai físic i consumeixi més energia.

L'eficiència dels processadors ARM

Els processadors ARM no tenen aquest microcode, tenen menys etapes de processament (en general de 3 a 8, en contra dels 16 a 32 en x86), entre d'altres simplificacions. Però per compensar la pèrdua de rendiment generada per la simplificació de l'arquitectura ARM, tenen algunes solucions que fan que l'execució dels codis sigui més eficient.

Per exemple, el conjunt d'instruccions que és capaç de processar, a fer-ho amb més dades per instrucció. Per aquestes raons, els programes per a PC no es poden executar en ARM, perquè les instruccions de la màquina són diferents.

La diferència en la pràctica

Si utilitzes un navegador web en un ordinador, tindràs la possibilitat de treballar amb una quantitat molt més gran de pestanyes obertes sense que hi hagi paralitzacions: pots comptar amb recursos com la divisió de la pantalla, reproduir vídeos i àudios amb velocitats, entre altres detalls.

En canvi, amb un smartphone, el nombre de funcions és reduït, no pots treballar amb moltes pestanyes i la velocitat també és menor.

Diferències en el consum d'energia elèctrica

El consum d'energia en els dissenys encastats pot ser un dels criteris més importants. Un sistema que està dissenyat per connectar-se a una font d'alimentació, com la xarxa elèctrica, normalment pot ignorar les limitacions de l'consum d'energia, però un disseny mòbil (o un connectat a una font d'alimentació poc fiable) pot dependre totalment de la gestió de l'energia.

Els nuclis ARM sobresurten en dissenys de baixa potència amb molts dels seus nuclis (si no la majoria) que no requereixen dissipadors tèrmics. El seu consum d'energia típic és inferior a 5 W, amb molts paquets que inclouen GPU, perifèrics i memòria.

Aquesta petita dissipació de potència només és possible gràcies a la menor quantitat de transistors utilitzats ia les velocitats relativament més baixes (comparades amb les CPU d'escriptori comuns). Però de nou (relacionat amb la secció anterior), això repercuteix en el rendiment de el sistema i, per tant, les operacions més complexes trigaran més temps.

Els nuclis Intel consumeixen molta més energia que els nuclis ARM causa de la seva major complexitat. Un Intel I-7 de gamma alta pot consumir fins a 130 W de potència, mentre que els processadors Intel per a equips portàtils (com Atom i Celeron) consumeixen uns 5W.

Els processadors de menor consum d'energia (la línia Atom), dissenyats per a l'ús d'ordinadors portàtils de molt baix cost, no integren gràfics en el processador, mentre que les versions mòbils ho fan. No obstant això, aquells que integren gràfics tenen velocitats de rellotge significativament més baixes (entre 300 MHz i 600 MHz), el que resulta en un menor rendiment.

Diferències en programari

Quan es tracta dels dos grans noms en el mercat de processadors, comparar la disponibilitat de programari i les cadenes d'eines és difícil, ja que tots dos són molt utilitzats.

Els dispositius basats en ARM tenen l'avantatge d'executar sistemes operatius dissenyats per a mòbils com Android. Els dispositius basats en Intel tenen l'avantatge d'executar pràcticament qualsevol sistema operatiu que pugui executar-se en un equip d'escriptori estàndard, incloent Windows i Linux.

Tots dos dispositius poden potencialment executar les mateixes aplicacions sempre que l'aplicació s'hagi compilat en un llenguatge com Java.

No obstant això, els sistemes basats en ARM estan actualment limitats en el que els sistemes operatius poden ser instal·lats a causa de que la majoria dels sistemes operatius estan sent escrits per a ordinadors basades en x86.

Algunes distribucions Linux existeixen per a ARM, incloent el famós sistema operatiu de Raspberry Pi, però alguns usuaris poden trobar això com una limitació. Atès que la tecnologia ARM s'està tornant cada vegada més popular, Microsoft va llançar una versió reduïda de la seva Windows 10 anomenat Windows 10 Iot Core, que pot executar-se en els processadors ARM.

Diferències en l'aplicació

El processador que utilitzis dependrà dels requisits del teu ordinador. Si el teu pla és produir massivament una màquina d'una sola placa l'objectiu és ser de baix cost llavors l'única opció real és ARM.

Si el pla és tenir una plataforma poderosa, llavors Intel o AMD és la millor opció. Si la conservació d'energia és una preocupació, llavors ARM pot ser la millor opció, però hi ha processadors Intel que es vanen d'una forta capacitat de processament mentre que proporcionen baixa dissipació d'energia.

Et recomanem la lectura dels millors processadors de mercat

Per a projectes que no requereixin pantalles complexes (com a monitors), el més probable és que ARM sigui l'opció. Això es redueix a diversos factors, incloent el cost dels microcontroladors ARM, els paquets estan disponibles i l'àmplia varietat que ofereixen múltiples proveïdors. Et recomanem que li facis un cop d'ull de tot el que hem escrit sobre Raspberry Pi 3.

En general, tant Intel com ARM produeixen màquines meravelloses amb una àmplia gamma de controladors i perifèrics integrats. Cada tipus, ARM o x86, encaixa en el seu propi nínxol. Tot i que ja s'està filtrant informació que tant Apple com Microsoft utilitzaran en els seus conceptes de "tablets 2 en 1" aquest tipus de processadors i augmentar considerablement l'autonomia d'equips portàtils. Què et sembla el nostre article sobre processadors x86 vs ARM? Volem saber la teva opinió!