什么是ARM處理器？與x86的比較及其優缺點

中央處理器 (CPU) 被用于我們每天使用的技術中，從智能手機到筆記本電腦再到可穿戴設備。這些處理器允許這些設備執行指令和任務，以便其執行其指定的功能。雖然當今使用的設備中使用了不同類型的處理器，但ARM處理器已迅速成為使用最廣泛的處理器之一，每年生產多達數十億臺基于ARM的設備。那么，ARM處理器到底是什么？它與嵌入式系統中使用的其他處理器有何不同？在本文中，我們將介紹ARM處理器的背景知識、它與其他處理器類型的比較以及它的一些優點和缺點。

什么是 CPU？

CPU本質上是嵌入式系統的大腦，它使用特定指令或指令集在寄存器和內存之間移動數據或根據需要執行某些計算。如今，大多數計算設備可能都使用x86設計的處理器（如英特爾處理器）或 Android/Apple智能手機或平板電腦中使用的ARM設計。隨著筆記本電腦的不斷發展，ARM CPU也越來越多地被應用于筆記本電腦中。

ARM 處理器的背景

ARM 處理器最初由ARM Holdings plc設計并推出，該公司由Acorn Computers、Apple和VLSI Technology于1990年創立。最初，ARM代表Acorn RISC Machine，但后來改為Advanced RISC Machine。ARM Ltd開發ARM架構并授權IP，以允許其被合作伙伴隨后在自己的產品（例如片上系統或模塊系統設計）中構建和銷售芯片。這與英特爾或AMD等設計和制造自己的芯片的其他CPU制造商的方法不同。

風險與CISC

正如其名稱所示，ARM處理器被認為是基于RISC或精簡指令集計算機的。RISC機器是CISC 機器或復雜指令集計算機的替代品。

與基于CISC的處理器（例如 Intel x86或AMD x86-64微芯片）不同，基于RISC的處理器專注于減少直接在內存中執行的每個程序的指令數量，而基于RISC的架構則專注于降低指令的復雜性，并以高時鐘速度在一個周期內執行這些指令。這意味著在CISC架構上執行的同一條指令可能需要在 RISC 機器上執行多條指令。

簡單來說，RISC強調每個指令的周期數效率，而CISC強調每個程序的指令數效率，因此RISC 機器可以被認為更高效。

然而，在CISC和RISC架構的CPU之間，沒有哪一種處理器在設計或功能上更勝一籌。根據應用的不同，一種處理器可能更適合某些用途。

使用案例：移動設備與筆記本電腦

ARM處理器通常用于手機等設備，而英特爾處理器通常用于筆記本電腦或臺式電腦等大型設備。由于ARM基于RISC，因此該架構需要更少的晶體管，有助于降低成本、功耗并產生更少的熱量。此外，與通常優先考慮性能的計算機不同，智能手機往往受益于ARM提供的更長的電池壽命和更低的散熱。此外，ARM處理器依靠軟件來提高性能，而英特爾處理器則依靠硬件。同樣，隨著ARM處理器的發展，它們正在擴展到越來越多的應用中，計算機就是其中之一。