ARM和Intel处理器区别简介

64位

　　对于64位计算，ARM和Intel有一些显著区别。其实，Intel并没有开发64位版本的x86指令集。这个64位的指令集，名为x86-64（有时简称为x64），实际上是AMD设计开发的。故事是这样的：Intel想搞64位计算，但如果从自己的32位x86架构进化出64位架构的话，新架构效率会很低，于是它搞了一个新64位处理器项目名为IA64，由此制造出了Itanium系列处理器。同时，AMD知道自己造不出能与IA64兼容的处理器，于是它把x86扩展一下，加入了64位寻址和64位寄存器。最终出来的架构，人称AMD64，成为了64位版本的x86处理器的标准。IA64项目并不算得上成功，现如今基本被放弃了。Intel最终采用了AMD64。Intel当前给出的移动方案，是采用了AMD开发的64位指令集（有些许差别）的64位处理器。

　　ARM的故事很不一样：看到移动设备对64位计算的需求后，ARM于2011年发布了ARMv8 64位架构，这是为了下一代ARM指令集架构工作若干年后的结晶。为了基于原有的原则和指令集，开发一个简明的64位架构，ARMv8使用了两种执行模式，AArch32和AArch64。顾名思义，一个运行32位代码，一个运行64位代码。ARM设计的巧妙之处，是处理器在运行中可以无缝地在两种模式间切换。这意味着64位指令的解码器是全新设计的，不用兼顾32位指令，而处理器依然可以向后兼容。

异构计算

ARM的big.LITTLE架构是一项Intel一时无法复制的创新。在big.LITTLE架构里，处理器可以是不同类型的。传统的双核或者四核处理器中包含同样的2个核或者4个核。一个双核Atom处理器中有两个一模一样的核，提供一样的性能，拥有相同的功耗。ARM通过big.LITTLE向移动设备推出了异构计算。这意味着处理器中的核可以有不同的性能和功耗。当设备正常运行时，使用低功耗核，而当你运行一款复杂的游戏是，使用的是高性能的核。

　　这是什么做到的呢？设计处理器的时候，要考虑大量的技术设计的采用与否，这些技术设计决定了处理器的性能以及功耗。在一条指令被解码并准备执行时，Intel和ARM的处理器都使用流水线，就是说解码的过程是并行的。第一步从内存中读取指令，第二步检查和解码指令，第三步执行指令，周而复始。流水线的好处在于，当前指令在第二步的时候，下一条指令已经处于第一步，当前指令在第三步中执行的时候，下一条指令正处于第二步，而下下条指令处于第一步中，如此循环。为了更快地执行指令，这些流水线可以被设计成允许指令们不按照程序的顺序被执行（乱序执行）。一些巧妙的逻辑结构可以判断下一条指令是否依赖于当前的指令执行的结果。Intel和ARM都提供乱序执行逻辑结构，可想而知，这种结构十分的复杂，复杂意味着更多的功耗。Intel处理器由设计者们选择是否加入乱序逻辑结构，异构计算则没有这方便的问题。ARM Cortex-A53采用顺序执行，因此功耗低一些。而ARM Cortex-A57使用乱序执行，所以更快但更耗电。采用big.LITTLE架构的处理器可以同时拥有Cortex-A53和Cortex-A57核，根据具体的需要决定如何使用这些核。在后台同步邮件的时候，不需要高速的乱序执行，仅在玩复杂游戏的时候需要，在合适的时间使用合适的核。

原则上，处理器中复杂逻辑结构越多性能越高，越少则效率越高，指令流水线只是其中之一，包括浮点运算单元，单指令多数据逻辑（SIMD）（比如ARM的NEON和Intel的SSE/MMX），以及一级缓存二级缓存。每种Atom片上系统，Intel仅提供一种方案，而ARM以及芯片合作伙伴提供的芯片则有多种方案可以配置。

兼容性

　　ARM目前是移动处理器的老大。ARM的合作伙伴们基于ARM的设计向移动和嵌入式市场的出货量已经达500亿片。对于安卓，ARM已然成为标准，这对Intel和MIPS而言是个问题。尽管安卓的主要编程语言是Java，开发者也可以使用现有的代码（比如C或者C++）去开发应用。这些固定平台的应用通常都编译成ARM处理器的程序，不全都会编译成Intel或者MIPS处理器的程序。为了解决这个问题，Intel和MIPS要使用特殊的转换软件把ARM的指令转换成他们处理器使用的指令，这当然是会降低性能的。目前MIPS和Intel声称兼容Play Store里大约90%的应用。对于最受欢迎的150个应用，兼容率是100%。一方面兼容率很高，另一方面表明ARM的主导地位，使得其他的处理器设计者需要提供一个兼容层。

PS:ARM核演变过程

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