X86與ARM比較

1、X86 和 ARM-Which do you choose?前言：Intel 基于X86的cpu x86體系下共同的主要型號(hào)：8086, 80286, 80386, 80486, 80586。Intel 的其他主要型號(hào)： PentiumCeleronCore 。AMD的其他主要型號(hào)：K6AthlonPhenomVIA 的其他主要型號(hào)： CyrixARM7 系歹U ARM9系歹U ARM9E系歹U ARM10E系歹U SecurCore 系列 Intel 的 Xscale Intel 的 StrongARM ARM11系列。一：性能X86結(jié)構(gòu)的電腦無論如何都比 ARM吉構(gòu)的系統(tǒng)在性能方面要快得多

2、、強(qiáng)得多。X86的CPLM便就是1G以上、雙核、四核大行其道，通常使用45nm（甚至更高級(jí)）制程的工藝進(jìn)行 生產(chǎn)；而ARM面：CPU通常是幾百兆，最近才由現(xiàn)1G左右的CPU制程通常使用不到 65nm制程的工藝，可以說在性能 和生產(chǎn)工藝方面 ARM艮本不是X86結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的對(duì)手。但ARM的優(yōu)勢(shì)不在于性能強(qiáng)大而在于效率，ARM采用RISC流水線指令集，在完成綜合性工作方面根本就處于劣 勢(shì)，而在一些任務(wù)相對(duì)固定的應(yīng)用場(chǎng)合其優(yōu)勢(shì)就能發(fā)揮得淋 漓盡致。我們實(shí)際拿兩個(gè)處理器來對(duì)比1.Cortex-A9 雙核2.0GHz,數(shù)據(jù)來源于 ARM方網(wǎng)站 2. Intel Xeon E3-1220L,性能數(shù)據(jù)來源于

3、 ,規(guī)格來自于Intel 網(wǎng)站 Cortex-A9 雙核 2.0Ghz, TSM（40nm工藝（40G）,功耗 1.9w, 芯片面積6.7mm2（只包含核心和 L1） E3-1220L 雙核 2.2Ghz, Intel 32nm 工藝，功耗 20W/ 單核 芯片面積18mm2（只包含核心/L1/256KB L2 ）雙核x2 36mm2 Cortex-A9 1GHz 單核性能 specint2000 450 左右，雙核 2.0Ghz,滿打滿算1800 E3-1220L specint2006_rate 66 左右， E6850 specint2006_rate 36,fkfw m

4、o I *1. t wam 5 具白n *11b1 Kfr Family 抑iWarnt而 E6850 單核的 specint_2000 是 3000。 簡(jiǎn)單折算的話，E3-1220L 雙核specint_2000 成績(jī) 應(yīng)該是108000 而面積，6.7mm2的A9不 包含L2, x86核心是包含 256KB L2 的。ARM Cortex-A9性能、功耗和面積Cortex-A9 單核軟宏試用實(shí)現(xiàn)Cortex-A9 雙核硬宏實(shí)現(xiàn)工藝TSMC 65GTSMC 40G優(yōu)化方式性能優(yōu)化性能優(yōu)化功率優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)單元庫(kù)ARM SC12ARM SC12 +W 性能 工具包ARM SC12 +W 性能 工具包

5、性能 （DMIPS 總計(jì)）2,075 DMIPS10,000 DMIPS4,000 DMIPS頻率830 MHz2000 MHz (標(biāo)準(zhǔn))800 MHz (wc/ss)能效(DMIPS/mW)5.25.268.0目標(biāo)頻率卜的 總功率0.4 W1.9 W0.5 W芯片面積1.5 mm2 （不包括高速緩存）6.7 mm2（包括L1奇偶校驗(yàn)和所有DFT/DFM4.6 mm2(包括所有DFT/DFM二：功耗，價(jià)格與體積X86電腦因考慮要適應(yīng)各種應(yīng)用的需求，其發(fā)展思路是：性能 +速度。20多年來 x86電腦的速度從原來 8088的幾M發(fā)展到現(xiàn)在隨便就是幾 G,而且還是幾核，其速度和性能已經(jīng)提升了千、萬倍

6、，技術(shù)進(jìn)步使x86電腦成為大眾生活中不可缺少的一部分。但是 x86電腦發(fā)展的方向和模 式，使其功耗一直居高不下，一臺(tái)電腦隨便就是幾百瓦，即 使是號(hào)稱低功耗節(jié)能的手提電腦或上網(wǎng)本，也有十幾、二十 多瓦的功耗，這與 ARM吉構(gòu)的電腦就無法相比。ARM的設(shè)計(jì)及發(fā)展思路是：滿足某個(gè)特殊方面的應(yīng)用即可，在某一專項(xiàng)領(lǐng)域是最強(qiáng)的，（哪怕在其他方面一無是處），這樣Arm 以其不是最強(qiáng)的技術(shù)，同樣也不是 很高級(jí)制程的制造工藝，生產(chǎn)由性 能不是很強(qiáng)的電腦系統(tǒng)，但在某個(gè) 專業(yè)應(yīng)用方面則是最好的，特別是 在眾多終端應(yīng)用，尤其在移動(dòng)終端應(yīng)用上占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)的統(tǒng) 治地位，這個(gè)原因就是：功耗。ARM的優(yōu)勢(shì)是功耗低，其實(shí)低功耗

7、還意味著：1）穩(wěn)定性高：因?yàn)楣脑礁唠娮釉骷姆€(wěn)定性和可靠性 越差，對(duì)低功耗的產(chǎn)品只要選擇好外圍元件的品質(zhì)，系統(tǒng)的 穩(wěn)定性不會(huì)有太大問題；2）散熱成本低和可以考慮更小的產(chǎn)品體積：對(duì)高功耗的產(chǎn)品不可避免要考慮散熱問題， 而散熱設(shè)備（或器件）的存在, 有制約了產(chǎn)品的體積，對(duì)某些場(chǎng)合的應(yīng)用構(gòu)成致命的制約。但ARM<1W完全不用考慮散熱問題。3）功耗低對(duì)供電電源的要求低：幾乎所有電子產(chǎn)品，（在同等條件下）功耗越高對(duì)電源的要求越高，電源的成本就越高。4）功耗低電池的續(xù)航時(shí)間長(zhǎng)，這不作詳盡解釋。5）功耗低對(duì)抗環(huán)境傷害的能力強(qiáng)：低功耗產(chǎn)品因?yàn)椴挥每紤]散熱，可以將產(chǎn)品密封保護(hù)起來， 但高功耗產(chǎn)品必須散

8、熱， 甚至需要風(fēng)扇幫助散熱，這樣必然使很多的元件和線路裸露 在空氣中，被空氣中的塵埃、濕氣、酸堿物質(zhì)等腐蝕。高功耗導(dǎo)致了一系列 X86系統(tǒng)無法解決的問題由現(xiàn)：系 統(tǒng)的續(xù)航能力弱、體積無法縮小、穩(wěn)定性差、對(duì)使用環(huán)境要 求高等問題。從這里我們可以看到x86系統(tǒng)與ARMC統(tǒng)是在兩個(gè)完全不同領(lǐng)域方面的應(yīng)用，他們之間根本不存在替換 性，在服務(wù)器、工作站以及其他高性能運(yùn)算等應(yīng)用方面，是 可以不考慮功耗和使用環(huán)境等條件時(shí)，X86系統(tǒng)占了優(yōu)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)；但受功耗、環(huán)境等條件制約且工作任務(wù)固定的情況下 ARM就占有很大的優(yōu)勢(shì)，在手持式移動(dòng)終端領(lǐng)域，X86的功耗更使他英雄毫無用武之地。因此使用ARM勺設(shè)備通常在體積上

9、要小于采用X86 cpu的設(shè)備。目前在智能手機(jī)上僅有聯(lián)想K800采用X86,于今年上市。而在平板電腦上微軟并沒有在新一代 surface平板 上沿襲WIntel同盟。而是改用的ARMcpu從這一點(diǎn)上看來，為了顧慮設(shè)備的便攜性和體積, 設(shè)備生產(chǎn)商大多會(huì)使用 ARM cpu。同時(shí)Arm的操作系統(tǒng)很小 （精簡(jiǎn)）不可能帶很多工具，通常 基于Arm的軟件大多用C或JAVA 開發(fā)，其成本會(huì)比基于X86系統(tǒng) 的高。而且對(duì)大多數(shù) ARMM言，因其操作系統(tǒng)不一樣，軟件業(yè)不能在兩個(gè)系統(tǒng)中自由互換使 用，但一般來說：用 C或JAVA編寫的軟件只需在 ARM平臺(tái) 的操作系統(tǒng)中編譯一下就可以移植過去。但對(duì)Android

10、系統(tǒng)開發(fā)的軟件，只要能在某臺(tái)Arm設(shè)備中運(yùn)行，就可以在另一臺(tái)基于同樣系統(tǒng)的設(shè)備中運(yùn)行。ARM實(shí)際上在CPU芯片中已經(jīng)整合了幾乎所有功能，幾 乎所有線路按原理圖直接拉由就可以了，需要擴(kuò)展的部分一 般不多，所以其開發(fā)成本會(huì)比較低，通常三五萬就可以了。但X86的外圍線路很多，需要相當(dāng)經(jīng)驗(yàn)的工程師，而且 還有BIOS等設(shè)計(jì)，所以 X86主板的設(shè)計(jì)費(fèi)用會(huì)比較高，通 常要二三十萬。無論Arm或X86主板其制造成本都是由元件和加工費(fèi)構(gòu) 成，通常一片ARM勺主板價(jià)格與一片 X86主板的價(jià)格差不多， 但ARM一片可以獨(dú)立使用的產(chǎn)品，但 x86主板通常還要加 上：CPU內(nèi)存、硬盤甚至還有顯卡。另外X86還要配上一

11、個(gè)電源，這個(gè)電源比ARM#電源要貴很多。同時(shí)據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，市場(chǎng)研究公司BernsteinResearch發(fā)表報(bào)告稱，配置AR帳片的 Windows筆記本的價(jià)格平均將比配置英特爾x86架構(gòu)芯片的筆記本低10%Bernstein Research 稱，配置 ARMS片的 Windows PC將“極 大地改變當(dāng)前Wintel生態(tài)系統(tǒng)的平衡。如果 ARM能保持這 樣的價(jià)格優(yōu)勢(shì)，在 500美元以下的家用 PC市場(chǎng)上，其份額 可以達(dá)到60%”綜合以上分析，明顯 X86在硬件方面的應(yīng)用成本比ARM高得多，在價(jià)格上 ARMfe據(jù)著不小的優(yōu)勢(shì)。三：發(fā)展趨勢(shì)在很多的應(yīng)用終端領(lǐng)域，現(xiàn)正成為兩大陣營(yíng)爭(zhēng)奪的重 點(diǎn)，A

12、RM陣營(yíng)努力增加其性能和系統(tǒng) （特別是操作系統(tǒng)）的通 用性，蠶食x86系統(tǒng)的部分終端應(yīng)用市場(chǎng);X86陣營(yíng)努力降低 功耗保住其市場(chǎng)，同時(shí)侵入手持移動(dòng)終端市場(chǎng)。從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度來看，如果 ARMIC統(tǒng)的性能能滿足應(yīng)用需求 時(shí)，建議盡可能可慮采用 ARM吉構(gòu)的產(chǎn)品，否則只能考慮X86 的產(chǎn)品。同時(shí)如果您的應(yīng)用數(shù)量太少，您可能根本不值得獨(dú) 立開發(fā)一套應(yīng)用系統(tǒng)，但如果您的應(yīng)用數(shù)量達(dá)到幾百甚至過 千時(shí)，您是值得考慮自己開發(fā)一套新的系統(tǒng)的。因?yàn)椋?Arm 的開發(fā)成本和制造成本相對(duì)比較低，如果有幾百個(gè)以上終端 應(yīng)用，應(yīng)該可以分?jǐn)偟糸_發(fā)成本。 如果選用X86結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)， 根本不應(yīng)該考慮單獨(dú)開發(fā)一套專用系統(tǒng)（因?yàn)殚_發(fā)成本太高，可能是ARM勺10倍），而是在市場(chǎng)上篩選由最接近您需 求的產(chǎn)品，以避免高昂的硬件開發(fā)成本和今后的制造成本 （如果批次生產(chǎn)的數(shù)量不夠，排產(chǎn)成本也會(huì)很高）。ARM的操作系統(tǒng)通常是單獨(dú)建立一個(gè)自己的Linux系統(tǒng)，且系統(tǒng)與系統(tǒng)間不能兼容，這嚴(yán)重制約了Arm的應(yīng)用擴(kuò)展，但An