ARM处理器和Intel处理器到底有何区别?

　　ARM(Advanced RISC Machines)一个32位元精简指令集(RISC)处理器架构，ARM处理器广泛地使用在许多嵌入式系统设计。ARM处理器的特点有指令长度固定，执行效率高，低成本等。

　　体系结构

　　1 CISC(Complex　Instruction　Set　Computer，复杂指令集计算机)

　　在CISC指令集的各种指令中，大约有20%的指令会被反复使用，占整个程序代码的80%。而余下的80%的指令却不经常使用，在程序设计中只占20%。

　　2 RISC(Reduced　Instruction　Set　Computer，精简指令集计算机)

　　RISC结构优先选取使用频最高的简单指令，避免复杂指令;将指令长度固定，指令格式和寻地方式种类减少;以控制逻辑为主，不用或少用微码控制等

　　RISC体系结构应具有如下特点：

　　1　采用固定长度的指令格式，指令归整、简单、基本寻址方式有2～3种。

　　2　使用单周期指令，便于流水线操作执行。

　　3　大量使用寄存器，数据处理指令只对寄存器进行操作，只有加载/　存储指令可以访问存储器，以提高指令的执行效率。

　　除此以外，ARM体系结构还采用了一些特别的技术，在保证高性能的前提下尽量缩小芯片的面积，并降低功耗：

　　4　所有的指令都可根据前面的执行结果决定是否被执行，从而提高指令的执行效率。

　　5　可用加载/存储指令批量传输数据，以提高数据的传输效率。

　　6　可在一条数据处理指令中同时完成逻辑处理和移位处理。

　　7　在循环处理中使用地址的自动增减来提高运行效率。

　　寄存器结构

　　ARM处理器共有37个寄存器，被分为若干个组(BANK)，这些寄存器包括：

　　1　31个通用寄存器，包括程序计数器(PC指针)，均为32位的寄存器。

　　2　6个状态寄存器，用以标识CPU的工作状态及程序的运行状态，均为32位，只使用了其中的一部分。

　　指令结构

　　ARM微处理器的在较新的体系结构中支持两种指令集：ARM指令集和Thumb指令集。其中，ARM指令为32位的长度，Thumb指令为16位长度。Thumb指令集为ARM指令集的功能子集，但与等价的

　　ARM代码相比较，可节省30%～40%以上的存储空间，同时具备32位代码的所有优点。

　　intel处理器(Intel cpu)是英特尔公司开发的中央处理器，有移动、台式、服务器三个系列，是计算机中最重要的一个部分，由运算器和控制器组成。

　　如果把计算机比作一个人，那么CPU就是他的大脑，其重要作用由此可见一斑。按照其处理信息的字长，CPU可以分为：四位微处理器、八位微处理器、十六位微处理器、三十二位微处理器以及六十四位微处理器等等。

　　主流的消费级Intel CPU包括了Core i3、Core i5和Core i7还有奔腾，另外还有其他的非主流产品比如说赛扬和至强。当然这里说的是国内能够从正规渠道买到的产品，如果你是从某捡垃圾的贴吧过来想看大船靠岸的，这种脏活累活真白老师是不会干的，只能是可怜的白老师去做。

　　壕气冲天：Intel Core i7至尊级CPU，看好主板再买!

　　作为主流CPU中最旗舰的Intel Core i7至尊处理器，无论是从价格还是性能都是一等一的，另外在这个等级的CPU，Intel还用上了钎焊，要知道随着AMD的不给力，处于温室之中的Intel早就把普通玩家忘记了，随便挤点牙膏，整点硅脂就可以打发了，还美其名曰“增加能效比”。当然对于有钱的主，Intel自然不敢怠慢，什么十核二十线程，25MB L3缓存，40PCI-E通道，四通道DDR4内存，有啥好的都给你装上，只要你有钱。

　　当然对于小白来说，这个价位的CPU自然是不推荐的，不过不排除钱多的主就是要买，咱用不了如此强悍的性能数着框框也舒服啊。在此真白老师在羡慕小白钱多的同时，还是要提醒与其他的主板不同的是，至尊版Intel Core i7处理器使用的主板的芯片组叫做X99，叫做X99，叫做X99。重要的事情要说三遍，不然等下买来个其他主板然后说插不上，这个锅真白老师不背。

　　高端必选：Intel Core i7处理器

　　既然I7至尊版太昂贵了，那我们怎么办呢?Intel给我们准备了更加“廉价”的Intel Core i7处理器，相比较于Intel Core i7至尊版，普通版在核心数目、L3缓存和PCI-E通道、内存通道等都砍了不小的一刀。目前在市场上主要销售的是Intel Core i7-6700和Intel Core i7-6700K，这两颗都是四核心和八线程，其中带“K”的是可以超频的。不过对于大部分消费者来说根本就不想超频，那么买Intel-Core 6700是不是就行了呢?错了，你想Intel这几年在CPU市场上如此春风得意，怎么会突然良心了起来的呢?

　　Intel鸡贼地将Intel Core i7-6700和I7-6700K设置为不同的基准频率，其中i7-6700的频率设置为了3.4GHz，而I7-6700K的频率设置成为了4GHz，消费者也是没得选(Intel：我就是CPU现在的扛把子，来打我呀!)。咋办呢?加点钱上6700K吧，反正相差200来块，谁叫人家是CPU的老大呢?

　　从小编得到的小道消息，真白老师家里就是使用的Intel Core i7-6700K，而且每天都是玩玩Galgame，看看视频，你看看这不是浪费吗?不过据说白老师给真老师推荐了《文明6》，然后真老师好几天都没来上课了。

　　主流之选：Intel Core i5处理器

　　当然对于手头比较紧的小白用户来说，Intel Core i7高达2000元的售价自然是难以承受的，那怎么办呢?总不会逃到AMD那边去吧，没关系，Intel给主流用户推出了Intel Core i5这个档次的处理器，相比较于Intel Core i7，Intel Corei5主要是砍了“超线程”技术和L3缓存，核心数还是4个，也就是说拥有四个框框。

　　目前Intel Core i5销售的共有四个型号，分别是i5-6400、i5-6500、i5-6600和i5-6600K,其主要区别就是频率的不同。真白老师经过实地考察，发现Intel I5-6400实在是一坑，主频2.7GHz和其他的处理器相差巨大，据说整机的奸商很喜欢用这颗CPU，我们先把它给排除在外。之后就是6500、6600和6600K了，这三颗CPU的频率相差不大，主要是Intel i5-6600K可以超频，不过考虑到i5-6500和6600价格相差200多，所以真白老师推荐大家购买Intel Core i5-6500或者i5-6600K,至于选择哪一个就看你喜不喜欢超频了。

　　安卓支持三类处理器(CPU)：ARM、Intel和MIPS。ARM无疑被使用得最为广泛。Intel因为普及于台式机和服务器而被人们所熟知，然而对移动行业影响力相对较小。MIPS在32位和64位嵌入式领域中历史悠久，获得了不少的成功，可目前Android的采用率在三者中最低。

　　总之，ARM现在是赢家而Intel是ARM的最强对手。那么ARM处理器和Intel处理器到底有何区别?为什么ARM如此受欢迎?你的智能手机或平板电脑用的是什么处理器到底重要不重要?

　　处理器(CPU)

　　中央处理器(CPU)是你智能设备的大脑。它的任务是通过执行一系列指令来驱动你的设备，包括显示屏、触摸屏、调制解调器等，让一坨塑料金属混合物变成闪亮的智能手机或者平板电脑。

　　移动设备非常复杂，其中的处理器需要执行数百万行指令才能完成人们希望这些设备去做的事。速度和功耗对处理器来说至关重要。速度影响用户体验，功耗影响电池寿命。完美的移动设备必须有好性能以及低功耗。

　　这就是为什么选择什么样的处理器很重要。一个超级耗电、反应迟钝的处理器会很快吸干你的电池，而一个考究的、高效的处理器给你带来高性能和长久的电池寿命。

　　总体而言，ARM和Intel处理器的第一个区别是，前者使用精简指令集(RISC)，而后者使用复杂指令集(CISC)。

　　通俗而言，精简指令集规模较小，更接近原子操作，而复杂指令集规模较大，更加复杂。所谓原子操作，是指每条指令的工作大都可以由处理器在一个操作内完成，例如对两个寄存器做加法。

　　复杂指令集的指令描述某个意图，但是处理器必须执行3或4个更简单的指令来实现这个意图。例如，可以命令一个复杂指令集处理器对2个数求和，并把结果存入主内存中。为了完成这个命令，处理器首先从地址1中取得第一个数(操作1)，然后从地址2中取得另一个数(操作2)，然后求和(操作3)，等等。

　　所有的现代处理器都使用一种所谓微指令的概念，这是一个处理器内部的指令集合，用来描述处理器可以做的原子操作。

　　复杂指令集处理器实际上执行了3条微指令。对精简指令集处理器而言，其指令跟其微指令十分接近，而复杂指令集处理器的指令需要先被转换成一些更精简的微指令(就像前面的复杂指令集处理器做加法的例子中那样)。

　　也就是说，精简指令集处理器中的解码器(负责告诉处理器到底要干些什么的东东)要简单得多，而简洁意味着高效和低功耗。

　　制造工艺

　　ARM和Intel处理器的另外一个主要区别是ARM从来只是设计低功耗处理器。其宗旨是设计低功耗处理器，这是他们的强项。Intel的强项是设计超高性能的台式机和服务器处理器，并且的确做的不错。

　　Intel是台式机的服务器行业的老大。过去的20年里我所有的PC，笔记本和服务器(除了一个外)用的都是Intel的处理器。然而进入移动行业时，Intel依然使用和台式机同样的复杂指令集架构，试图将其硬塞入给移动设备使用的体积较小的处理器中。

　　Intel i7处理器平均发热率为45瓦。基于ARM的片上系统(其中包括图形处理器)的发热率最大瞬间峰值大约是3瓦，约为Intel i7处理器的1/15。Intel现如今是个巨头，雇佣了大量的聪明人。

　　其最新的Atom系列处理器采用了跟ARM处理器类似的温度控制设计，为此Intel必须使用最新的22纳米制造工艺。一般而言，制造工艺的纳米数越小，能量的使用效率越高。ARM处理器使用更低的制造工艺，拥有类似的温控效果。比如，高通晓龙805处理器使用28纳米制造工艺。

　　64位

　　对于64位计算，ARM和Intel也有一些显著区别。你知不知道，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，它知道如果从自己的32位x86架构进化出的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。

　　总结

　　制造处理器是一项复杂的业务。ARM，Intel和MIPS都在不懈努力地向移动设备提供最好的技术，而很明显ARM是老大。拥有着低功耗，简明的64位设计，异构计算，以及作为移动计算的标准，看来ARM必能保持其老大的地位。