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【科普】ARM处理器和Intel处理器到底有何区别?

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安卓支持三类处理器(CPU):ARM、Intel和MIPS。ARM无疑被使用得最为广泛。Intel因为普及于台式机和服务器而被人们所熟知,然而对移动行业影响力相对较小。MIPS在32位和64位嵌入式领域中历史悠久,获得了不少的成功,可目前Android的采用率在三者中最低。

总之,ARM现在是赢家而Intel是ARM的最强对手。那么ARM处理器和Intel处理器到底有何区别?为什么ARM如此受欢迎?你的智能手机或平板电脑用的是什么处理器到底重要不重要?

【科普】ARM处理器和Intel处理器到底有何区别?

处理器(CPU)

中央处理器(CPU)是你智能设备的大脑。它的任务是通过执行一系列指令来驱动你的设备,包括显示屏、触摸屏、调制解调器等,让一坨塑料金属混合物变成闪亮的智能手机或者平板电脑。

移动设备非常复杂,其中的处理器需要执行数百万行指令才能完成人们希望这些设备去做的事。速度和功耗对处理器来说至关重要。速度影响用户体验,功耗影响电池寿命。完美的移动设备必须有好性能以及低功耗。

这就是为什么选择什么样的处理器很重要。一个超级耗电、反应迟钝的处理器会很快吸干你的电池,而一个考究的、高效的处理器给你带来高性能和长久的电池寿命。

总体而言,ARM和Intel处理器的第一个区别是,前者使用精简指令集(RISC),而后者使用复杂指令集(CISC)。

通俗而言,精简指令集规模较小,更接近原子操作,而复杂指令集规模较大,更加复杂。所谓原子操作,是指每条指令的工作大都可以由处理器在一个操作内完成,例如对两个寄存器做加法。

复杂指令集的指令描述某个意图,但是处理器必须执行3或4个更简单的指令来实现这个意图。例如,可以命令一个复杂指令集处理器对2个数求和,并把结果存入主内存中。为了完成这个命令,处理器首先从地址1中取得第一个数(操作1),然后从地址2中取得另一个数(操作2),然后求和(操作3),等等。

【科普】ARM处理器和Intel处理器到底有何区别?

所有的现代处理器都使用一种所谓微指令的概念,这是一个处理器内部的指令集合,用来描述处理器可以做的原子操作。

复杂指令集处理器实际上执行了3条微指令。对精简指令集处理器而言,其指令跟其微指令十分接近,而复杂指令集处理器的指令需要先被转换成一些更精简的微指令(就像前面的复杂指令集处理器做加法的例子中那样)。

也就是说,精简指令集处理器中的解码器(负责告诉处理器到底要干些什么的东东)要简单得多,而简洁意味着高效和低功耗。

制造工艺

ARM和Intel处理器的另外一个主要区别是ARM从来只是设计低功耗处理器。其宗旨是设计低功耗处理器,这是他们的强项。Intel的强项是设计超高性能的台式机和服务器处理器,并且的确做的不错。

Intel是台式机的服务器行业的老大。过去的20年里我所有的PC,笔记本和服务器(除了一个外)用的都是Intel的处理器。然而进入移动行业时,Intel依然使用和台式机同样的复杂指令集架构,试图将其硬塞入给移动设备使用的体积较小的处理器中。

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