linux下x86和arm架构区别

x86和arm的比较

问题：两款主频差不多的芯片的移动端平板设备，一个是x86的因特尔i5，一个arm，x86耗电量会大，发热也严重

分析：

1、x86和arm架构定位不同，arm基于精简指令(RISC)，本身定位于嵌入式平台，简化了硬件逻辑的设计，减少了晶体管，从而降低功耗，流水线等控制并不复杂，进一步降低了晶体管数量，主要是面对轻量级的、目标明确单一的程序，所以主要都是移动端使用；而x86基于复杂指令集CISC，有很多机器指令，只为完成某项专门任务，所以使得硬件逻辑很复杂，加上其他流水线指令集并行、超线程、虚拟化等，复杂度很高，晶体管数量庞大，主要定位计算密集场景，例如多媒体编辑、科研计算等，所以将x86和arm在移动端环境比较并不准确

2、arm是为了低功耗，x86是为了高性能

CISC和RISC的比较

(一)CISC

1. CISC体系的指令特征

1) 使用微代码。指令集可以直接在微代码存储器(比主存储器的速度快很多)里执行，新设计的处理器，只需增加较少的电晶体就可以执行同样的指令集，也可以很快地编写新的指令集程序。

2) 庞大的指令集。可以减少编程所需要的代码行数，减轻程序员的负担。高级语言对应的指令集：包括双运算元格式、寄存器到寄存器、寄存器到存储器以及存储器到寄存器的指令。

2. CISC体系的优缺点

1) 优点：能够有效缩短新指令的微代码设计时间，允许设计师实现 CISC 体系机器的向上兼容。新的系统可以使用一个包含早期系统的指令超集合，也就可以使用较早电脑上使用的相同软件。另外微程序指令的格式与高级语言相匹配，因而编译器并不一定要重新编写。

2) 缺点：指令集以及芯片的设计比上一代产品更复杂，不同的指令，需要不同的时钟周期来完成，执行较慢的指令，将影响整台机器的执行效率。

(二)RISC

1. RISC体系的指令特征

1) 精简指令集：包含了简单、基本的指令，通过这些简单、基本的指令，就可以组合成复杂指令。

2) 同样长度的指令：每条指令的长度都是相同的，可以在一个单独操作里完成。

3) 单机器周期指令：大多数的指令都可以在一个机器周期里完成，并且允许处理器在同一时间内执行一系列的指令。

2. RISC体系的优缺点

1) 优点：在使用相同的芯片技术和相同运行时钟下，RISC 系统的运行速度将是 CISC 的2～4倍。由于RISC处理器的指令集是精简的，它的内存管理单元、浮点单元等都能设计在同一块芯片上。RISC 处理器比相对应的 CISC 处理器设计更简单，所需要的时间将变得更短，并可以比CISC处理器应用更多先进的技术，开发更快的下一代处理器。

2) 缺点：多指令的操作使得程序开发者必须小心地选用合适的编译器，而且编写的代码量会变得非常大。另外就是RISC体系的处理器需要更快的存储器，这通常都集成于处理器内部，就是L1 Cache(一级缓存)。

综合上面所述，若要再进一步比较CISC与RISC之差异，可以由以下几点来进行分析：

1. 指令的形成：CISC 因指令复杂，故采用微指令码控制单元的设计，而RISC的指令90%是由硬件直接完成，只有10%的指令是由软件以组合的方式完成，因此指令执行时间上RISC较短，但RISC所须ROM空间相对的比较大，至于RAM使用大小应该与程序的应用比较有关系。

2. 寻址模式：CISC的需要较多的寻址模式，而RISC只有少数的寻址模式，因此CPU在计算存储器有效位址时，CISC占用的汇流排周期较多。

3. 指令的执行：CISC指令的格式长短不一，执行时的周期次数也不统一，而RISC结构刚好相反，故适合采用流水线处理架构的设计，进而可以达到平均一周期完成一指令的方向努力。显然的，在设计上RISC较CISC简单，同时因为CISC的执行步骤过多，闲置的单元电路等待时间增长，不利于平行处理的设计，所以就效能而言RISC较CISC还是占了上风，但RISC因指令精简化后造成应用程式码变大，需要较大的存储器空间，且存在指令种类较多等等的缺点。