X86 مقابل معالجات الذراع: الاختلافات والفوائد الرئيسية

يمكن أن تحتوي المعالجات على عدد لا يحصى من الوظائف ، ولكن الوظيفة الرئيسية متصلة باللوحة الأم ، وبالتالي تكون "دماغ" الجهاز حيث تتم معالجة معظم المعلومات. ومع ذلك ، فإن هذه المعالجات لديها أيضًا اختلافاتها عن بعضها البعض. سنعرف الفرق بين معالجات ARM و x86.

سنساعدك في هذه المقالة على معرفة المزيد عن ARM و x86. بشكل رئيسي هذان هما أكثر عائلات المعالج شيوعًا في عالمنا. ما هي نقاط القوة والضعف والتطبيقات؟ جاهز؟ لنبدأ!

فهرس المحتويات

معالجات X86 مقابل ARM: الاختلافات والفوائد الرئيسية

تعمل معالجات الكمبيوتر والهواتف المحمولة بطرق مختلفة ، حيث أن لكل آلة احتياجاتها وخصائصها الخاصة. في حالة أجهزة الكمبيوتر ، فإن الشركات المصنعة الرئيسية هي AMD و Intel ، حيث يتم تمثيل الهواتف المحمولة بواسطة Qualcomm أو Samsung أو Media Tek.

تُعرف معالجات Intel و AMD أيضًا بمعالجات x86. في الحوسبة ، x86 أو 80 × 86 هو الاسم العام لمجموعة المعالجات المستندة إلى Intel 8086 من شركة Intel.

تسمى البنية x86 لأنه تم تحديد المعالجات الأولى في هذه العائلة فقط بالأرقام التي تنتهي بالتسلسل "86". وبعبارة أخرى ، يمكننا القول أن مصطلح x86 يشير إلى عائلة بنية مجموعة التعليمات ، استنادًا إلى Intel 8086.

الفرق بين ARM و x86

يبدأ الاختلاف في التكنولوجيا المستخدمة في تصنيع المعالجات. تستخدم أنظمة الهواتف الذكية تقنية ARM ، بينما تستخدم أجهزة الكمبيوتر تقنية x86. لقد أعددنا شرحًا موجزًا ​​حول تشغيل وخصائص كل منها.

معالجات X86 وهيكل CISC

تم تطوير معالجات x86 من هندسة CISC (أجهزة كمبيوتر مجموعة التعليمات المعقدة). يستخدم هذا النظام للهياكل الأكثر تعقيدًا ، أي أنها تتطلب المزيد من العمل في وظائفها ولديها المزيد من العناصر في تكوينها ، مما يجعلها مثالية لأجهزة الكمبيوتر.

مثال على تعقيد بنية CSIC يمكن أن يكون جهاز شريحة Core 17. تكوينها كامل تمامًا بسبب العدد الكبير من الأجزاء والعناصر ، مما يترجم بالتالي إلى المزيد من الوظائف للجهاز.

يسمح هذا النوع من المعالجات بحدوث أنشطة متعددة في نفس الوقت من تعليمات واحدة. يمكن لمعالجات CISC أداء العديد من المهام في وقت واحد دون أن يتعرض أي منها للأذى ، لأن هذه الشرائح مبرمجة بالفعل لذلك.

معالجات ARM وبنية RISC

يرجع الفرق بين ARM و x86 بشكل رئيسي إلى تعقيد تكوينه ، في حين تم تطوير x86 من بنية أكثر تعقيدًا ، يعتمد معالج ARM على RISC (كمبيوتر مجموعة التعليمات المخفض) ، والذي كاسم نفسه يقول ، يهدف إلى أن يكون أبسط.

على الرغم من كونها أكثر انسيابية ، تحتوي أجهزة ARM على بعض عناصر x86 ، على الرغم من وجود اختلاف كبير في طريقة تنفيذ المعالجين لمهامهما.

بينما يتطلب معالج CSIC أمرًا واحدًا فقط ، تتطلب معالجات ARM عدة أوامر حتى يمكن تنفيذ بعض الأنشطة. ومع ذلك ، نظرًا لأن التعليمات أبسط ، تصبح العملية أسرع.

تم العثور على الفرق الآخر بين تقنية ARM و X86 أيضًا في بعض الميزات. تؤدي أجهزة الكمبيوتر المهام التي لا تؤديها الهواتف المحمولة والعكس صحيح ، لذلك لا فائدة من تقديم معالج معقد للغاية لهاتف ذكي بوظائف صغيرة. لذلك هناك بعض المعالجات ذات الخصائص الفريدة.

يأتي اختصار ARM من Advanced Risc Machine ، وهو اسم الشركة التي تم إنشاؤها لترخيص تصنيع المعالجات في هذه التكنولوجيا. الاختلاف الآخر مع معالجات x86 هو أن ARMs مُصممة بحيث تستهلك الحد الأدنى من الطاقة ولا تفقد الكثير من طاقة المعالجة.

مدهش كما قد يبدو ، معالجات ARM هي الأكثر استخدامًا في العالم ، بدءًا من أفران الميكروويف إلى أنظمة التحكم المدمجة والألعاب و HD والمزيد. باختصار ، يجب أن يكون كل شيء صغيرًا وأن ينفق القليل من الطاقة ويعالج المعلومات بكفاءة.

يركز معالج ARM على إبقاء عدد التعليمات أقل عدد ممكن مع إبقاء هذه التعليمات بسيطة قدر الإمكان.

التعليمات البسيطة لها بعض المزايا لكل من مهندسي الأجهزة والبرمجيات. نظرًا لأن التعليمات بسيطة ، فإن الدوائر اللازمة تتطلب عددًا أقل من الترانزستورات ، مما يؤدي إلى مساحة أكبر للرقاقة.

انتل 8086 ، أول معالج x86

مستمدة من هذه البنية ، طورت AMD x86-64 ، مجموعة كبيرة من التعليمات التي سمحت بمساحة أكبر للعنوان ، مما سمح بقراءة المزيد من ذاكرة الوصول العشوائي ، من بين تطبيقات أخرى.

تم تحقيق هذا في المقام الأول من خلال إنشاء بنية أبسط بكثير من معالجات x86. يحتوي x86 على عدة مراحل من المعالجة ، أي أنه أثناء تحميل جزء لإحدى التعليمات في الذاكرة ، يقوم جزء آخر بمعالجة البيانات التي سيتلقىها هذا التعليمات ، ويخصص جزء آخر ذاكرة التخزين المؤقت لاستلام الإخراج ، ويقدم جزء آخر الإرشادات الأخرى مكتمل ، إلخ.

حتى نجمع كل شيء ونعطي النتيجة. يحتوي x86 أيضًا على برنامج داخلي (microcode) يقوم بتنفيذ التعليمات ، مما يسمح بتحسينها من قبل الشركة المصنعة. كل هذا يجعل x86 سريعًا جدًا وفعالًا ، ولكنه يستهلك المزيد من المساحة المادية ويستهلك المزيد من الطاقة.

كفاءة معالجات ARM

لا تحتوي معالجات ARM على هذا الرمز الصغير ، ولديها مراحل معالجة أقل (بشكل عام من 3 إلى 8 ، مقارنة بـ 16 إلى 32 في x86) ، من بين تبسيطات أخرى. ولكن للتعويض عن الخسارة في الأداء الناتجة عن تبسيط بنية ARM ، لديهم بعض الحلول التي تجعل تنفيذ التعليمات البرمجية أكثر كفاءة.

على سبيل المثال ، مجموعة التعليمات التي يمكنها معالجتها ، عن طريق القيام بها مع المزيد من البيانات لكل تعليمات. لهذه الأسباب ، لا يمكن تشغيل برامج الكمبيوتر في ARM ، لأن تعليمات الجهاز مختلفة.

الفرق في الممارسة

إذا كنت تستخدم متصفح ويب على جهاز كمبيوتر ، فستتاح لك إمكانية العمل مع عدد أكبر بكثير من علامات التبويب المفتوحة دون توقف: يمكنك الاعتماد على الموارد مثل تقسيم الشاشة وتشغيل مقاطع الفيديو والتسجيلات الصوتية بسرعات ، من بين تفاصيل أخرى.

من ناحية أخرى ، مع الهاتف الذكي ، يتم تقليل عدد الوظائف ، ولا يمكنك العمل مع العديد من علامات التبويب والسرعة أقل أيضًا.

الاختلافات في استهلاك الكهرباء

قد يكون استهلاك الطاقة في التصاميم المدمجة أحد أهم المعايير. يمكن للنظام الذي تم تصميمه للاتصال بمصدر طاقة ، مثل شبكة المرافق ، عادةً تجاهل قيود استهلاك الطاقة ، ولكن التصميم المحمول (أو تصميم متصل بمصدر طاقة غير موثوق به) قد يعتمد كليًا على الإدارة. الطاقة.

تتفوق نوى ARM في تصميمات الطاقة المنخفضة مع العديد من النوى (إن لم يكن معظمها) التي لا تتطلب خافضات حرارة. استهلاكها النموذجي للطاقة أقل من 5 وات ، مع العديد من الحزم بما في ذلك وحدات معالجة الرسومات ، والأجهزة الطرفية ، والذاكرة.

لا يمكن تبديد الطاقة الصغيرة إلا بفضل عدد أقل من الترانزستورات المستخدمة والسرعات الأقل نسبيًا (مقارنة بوحدات المعالجة المركزية المكتبية الشائعة). ولكن مرة أخرى (ذات صلة بالقسم السابق) هذا له تأثير على أداء النظام ، وبالتالي فإن العمليات الأكثر تعقيدًا ستستغرق وقتًا أطول.

تستهلك نوى Intel طاقة أكبر بكثير من نوى ARM نظرًا لتعقيدها الكبير. يمكن أن تستهلك Intel I-7 المتطورة ما يصل إلى 130 واط من الطاقة ، بينما تستهلك معالجات Intel الدفتري (مثل Atom و Celeron) حوالي 5 وات.

تم تصميم معالجات استهلاك الطاقة الأقل (خط Atom) المصممة لاستخدام أجهزة الكمبيوتر المحمولة منخفضة التكلفة للغاية ، ولا تدمج الرسومات في المعالج ، في حين تقوم الإصدارات المحمولة بذلك. ومع ذلك ، فإن تلك التي تدمج الرسومات لها سرعات ساعة أقل بكثير (بين 300 ميجاهرتز و 600 ميجاهرتز) ، مما يؤدي إلى انخفاض الأداء.

الاختلافات في البرمجيات

عندما يتعلق الأمر بالاسمين الكبيرين في سوق المعالجات ، من الصعب مقارنة توفر البرامج وسلاسل الأدوات ، حيث يتم استخدام كليهما على نطاق واسع.

تتمتع الأجهزة القائمة على ARM بميزة تشغيل أنظمة التشغيل المصممة للهواتف المحمولة مثل Android. تتمتع الأجهزة المستندة إلى Intel بميزة تشغيل أي نظام تشغيل تقريبًا يمكن تشغيله على كمبيوتر سطح مكتب قياسي ، بما في ذلك Windows و Linux.

من المحتمل أن يعمل كلا الجهازين على نفس التطبيقات طالما تم تجميع التطبيق بلغة مثل Java.

ومع ذلك ، فإن الأنظمة القائمة على ARM محدودة حاليًا في أنظمة التشغيل التي يمكن تثبيتها لأن معظم أنظمة التشغيل تتم كتابتها لأجهزة الكمبيوتر المستندة إلى x86.

توجد بعض توزيعات Linux لـ ARM ، بما في ذلك نظام التشغيل Raspberry Pi الشهير ، ولكن قد يجد بعض المستخدمين هذا على أنه قيد. نظرًا لأن تقنية ARM أصبحت شائعة بشكل متزايد ، أصدرت Microsoft إصدارًا نحيفًا من Windows 10 يسمى Windows 10 IoT Core ، والذي يمكن تشغيله على معالجات ARM.

الاختلافات في التطبيق

يعتمد المعالج الذي تستخدمه على متطلبات جهاز الكمبيوتر الخاص بك. إذا كانت خطتك هي إنتاج آلة ذات لوحة واحدة بكميات كبيرة هدفها أن تكون غير مكلفة ، فإن الخيار الحقيقي الوحيد هو ARM.

إذا كانت الخطة تهدف إلى امتلاك منصة قوية ، فإن Intel أو AMD هي الخيار الأفضل. إذا كان الحفاظ على الطاقة مصدر قلق ، فقد يكون ARM هو الخيار الأفضل ، ولكن هناك معالجات Intel التي تتميز بقوة معالجة قوية مع توفير تبديد منخفض للطاقة.

نوصي بقراءة أفضل المعالجات في السوق

بالنسبة للمشاريع التي لا تتطلب شاشات عرض معقدة (مثل الشاشات) ، من المرجح أن ARM هو الخيار. يرجع ذلك إلى عدة عوامل ، بما في ذلك تكلفة وحدات التحكم الدقيقة ARM ، والحزم المتوفرة ، والتنوع الواسع الذي يقدمه العديد من البائعين. نوصي بإلقاء نظرة على كل ما كتبناه عن Raspberry Pi 3.

بشكل عام ، تنتج كل من Intel و ARM آلات رائعة مع مجموعة واسعة من وحدات التحكم والأجهزة الطرفية المتكاملة. كل نوع ، ARM أو x86 ، يناسب مكانه الخاص. على الرغم من أن المعلومات تتسرب بالفعل إلى أن كلا من Apple و Microsoft سيستخدمان في مفاهيمهما حول "الأجهزة اللوحية 2 في 1" هذا النوع من المعالجات ويزيد بشكل كبير من استقلالية المعدات المحمولة. ما رأيك في مقالنا عن معالجات x86 مقابل ARM؟ نريد أن نعرف رأيك!