一、什么是ARM架構(gòu)？

（一）起源與發(fā)展

ARM 架構(gòu)由英國(guó)劍橋的 Acorn 計(jì)算機(jī)公司開(kāi)發(fā)。因市場(chǎng)無(wú)合適產(chǎn)品，Acorn 自行設(shè)計(jì)出第一款微處理器，命名為 ARM。此后 ARM 架構(gòu)不斷發(fā)展，1990 年為與蘋(píng)果合作成立 ARM 公司，開(kāi)啟全球廣泛應(yīng)用之路。

（二）技術(shù)特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)

ARM 架構(gòu)采用精簡(jiǎn)指令集，節(jié)能高效，指令集簡(jiǎn)化、數(shù)目少且長(zhǎng)度固定，多用寄存器，尋址靈活簡(jiǎn)單，執(zhí)行效率高。同等性能下，功耗遠(yuǎn)低于 x86 架構(gòu)。具有可擴(kuò)展性和可裁剪性，適應(yīng)多種應(yīng)用場(chǎng)景。目前全球 99%以上智能手機(jī)市場(chǎng)采用 ARM 架構(gòu)，從傳感器到超級(jí)計(jì)算機(jī)都有 ARM CPU。

（三）支持的操作系統(tǒng)與應(yīng)用

ARM 架構(gòu)支持多種操作系統(tǒng)。在移動(dòng)領(lǐng)域，安卓和 iOS 兩大主流操作系統(tǒng)的手機(jī)客戶(hù)端廣泛采用 ARM 架構(gòu)。此外，ARM 版的 Windows 和 Linux 也在不斷發(fā)展。例如，基于 ARM 架構(gòu)的 Windows 系統(tǒng)可以在一些輕薄便攜的筆記本電腦上運(yùn)行，為用戶(hù)提供了更多的選擇。在嵌入式系統(tǒng)領(lǐng)域，ARM 架構(gòu)更是占據(jù)主導(dǎo)地位，從智能家居設(shè)備到工業(yè)控制系統(tǒng)，處處都有 ARM 的身影。ARM 架構(gòu)的廣泛應(yīng)用得益于其低功耗、高性能和良好的可擴(kuò)展性，為各種智能設(shè)備的發(fā)展提供了強(qiáng)大的動(dòng)力。

二、什么是X86架構(gòu)？

（一）發(fā)展歷程與命名由來(lái)

1978 年，Intel 推出 16 位微處理器“8086”，開(kāi)創(chuàng) x86 架構(gòu)時(shí)代。Intel 早期以數(shù)字格式命名處理器，都以“86”結(jié)尾，架構(gòu)簡(jiǎn)稱(chēng)為“X86”。三十多年里，x86 家族壯大，涉足多個(gè)領(lǐng)域，成就 Intel 地位，成為業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)。

（二）技術(shù)特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)

X86 架構(gòu)采用 CISC 設(shè)計(jì)，指令集豐富，CPU 電路設(shè)計(jì)復(fù)雜但編譯器相對(duì)簡(jiǎn)單。性能卓越，處理能力強(qiáng)，支持高頻率、多核 CPU。國(guó)內(nèi)服務(wù)器市場(chǎng) x86 占 97%份額，因性能強(qiáng)、生態(tài)健全、通用性好。X86 不斷演進(jìn)支持虛擬化技術(shù)，為現(xiàn)代 IT 基礎(chǔ)設(shè)施提供支持。但其功耗相對(duì)較大。

（三）國(guó)產(chǎn) X86 芯片現(xiàn)狀

國(guó)內(nèi)兆芯和海光在 X86 芯片領(lǐng)域有進(jìn)展。兆芯發(fā)布開(kāi)先 KX - 7000 系列處理器，采用“世界大道”內(nèi)核微架構(gòu)，集成 8 個(gè)核心，頻率達(dá) 3.7GHz，用 Chiplet 互聯(lián)架構(gòu)，升級(jí) IO 接口。海光國(guó)產(chǎn) x86 處理器性能穩(wěn)步推進(jìn)，某款 8 核 16 線(xiàn)程，有一定性能。國(guó)產(chǎn) X86 芯片面臨技術(shù)授權(quán)、生態(tài)建設(shè)等問(wèn)題，但未來(lái)有望在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)取得突破，為信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)做貢獻(xiàn)。

三、兩者的區(qū)別是什么？

（一）追求目標(biāo)不同

X86 架構(gòu)追求高性能，滿(mǎn)足復(fù)雜計(jì)算任務(wù)需求，如處理大量數(shù)據(jù)和復(fù)雜算法時(shí)表現(xiàn)出色。ARM 架構(gòu)追求節(jié)能和低功耗，在移動(dòng)設(shè)備中降低功耗以延長(zhǎng)使用時(shí)間，如智能手機(jī)和平板電腦需在保證一定性能前提下降低功耗滿(mǎn)足用戶(hù)長(zhǎng)時(shí)間使用需求。

（二）應(yīng)用領(lǐng)域不同

X86 主要用于 PC 和服務(wù)器領(lǐng)域，個(gè)人電腦中能運(yùn)行大型程序和系統(tǒng)滿(mǎn)足高性能需求，服務(wù)器領(lǐng)域憑借強(qiáng)大性能和成熟生態(tài)成主流，全球約 80%服務(wù)器采用。ARM 主要用于移動(dòng)終端，如手機(jī)、平板等，全球 99%以上智能手機(jī)采用 ARM 架構(gòu)，其處理器以低功耗、高性能和良好可擴(kuò)展性滿(mǎn)足移動(dòng)設(shè)備續(xù)航和便攜要求。

（三）指令集不同

X86 采用復(fù)雜指令集計(jì)算機(jī)（CISC）設(shè)計(jì)，指令集復(fù)雜，有大量指令和寄存器，能執(zhí)行復(fù)雜操作，但增加芯片面積和功耗，如一條指令可完成多個(gè)操作。ARM 采用精簡(jiǎn)指令集（RISC），指令集簡(jiǎn)單、執(zhí)行速度快、功耗低，指令數(shù)目少且長(zhǎng)度固定，大量使用寄存器，數(shù)據(jù)操作多在寄存器中完成，尋址方式靈活簡(jiǎn)單。

（四）兼容性與生態(tài)系統(tǒng)差異

X86 系統(tǒng)兼容性廣泛，主流操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序均可運(yùn)行，在個(gè)人電腦和服務(wù)器領(lǐng)域占主導(dǎo)地位，有龐大軟件生態(tài)系統(tǒng)且硬件和軟件開(kāi)發(fā)有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。ARM 系統(tǒng)多采用 Linux 操作系統(tǒng)，硬件系統(tǒng)需單獨(dú)構(gòu)建，與其他系統(tǒng)不兼容致應(yīng)用軟件不便移植，但軟件生態(tài)系統(tǒng)在不斷完善，如谷歌開(kāi)發(fā)的 Android 系統(tǒng)為 ARM 發(fā)展提供支持和動(dòng)力。

審核編輯 黃宇