X86, x64 или ARM – что лучше? С такого заголовка мне следует начать углубляться в суть этой темы как можно более кратко, не упуская при этом ключевую информацию. Я начну с объяснения того, чем на самом деле является каждый из представленных конкурентов микроархитектур процессоров, но вы можете свободно переходить к тому, что душе угодно.
Краткий обзор архитектуры процессора и наборов инструкций
Во-первых, давайте поговорим об архитектуре процессора. Каждый процессор представляет собой сложную деталь точного механизма с уникальной «микроархитектурой» как самого себя, так и связанного с ним семейства процессоров.
Обычно это смена поколений, поскольку процессоры обновляются в рамках своих собственных линеек продуктов, но есть и более фундаментальные архитектурные изменения.
x86, x64 и ARM – всё это примеры наборов инструкций CPU, а не только архитектур CPU. Это означает, что все они использовались десятилетиями, и практически каждый процессор в интеллектуальном устройстве или ПК, который вы использовали, построен на базе одного из них.
Хотя микроархитектура может постоянно меняться в стенах производителя CPU , архитектура набора команд меняется не так часто.
Ниже я собираюсь углубиться в фактические различия между этими архитектурами набора команд CPU, но здесь важно прояснить разницу в использовании слова «архитектура».
Что такое архитектура x86
x86 представляет собой архитектуру сложного набора команд (CISC) и была доминирующей микроархитектурой ПК с Windows до выпуска x64 в 2003 году. Однако, она была запущена в 1978 году, а это означает, что доминировала более 20 лет, прежде чем на смену ей пришла х64.
x86 также в просторечии известен как «32-битный», поскольку она работает в пределах 32-битных ограничений ОЗУ, то есть процессору x86 доступно не более 4 гигабайт системной памяти.
Что такое архитектура x64
x64 представляет собой архитектуру сложного набора команд (CISC) и в настоящее время является доминирующей архитектурой ПК с Windows и Linux. На самом деле, она также называется x86-64, поскольку она построена на основе исходного набора инструкций x86, а не полностью его заменяет.
Поскольку x86-64 используется с теми же операционными системами, которые изначально работали на x86, такое развитие имеет смысл как мера по сохранению совместимости программного обеспечения между архитектурами.
Самая большая разница между x64 и x86 заключается в том, что x64 теперь имеет ограничения по 64-битной оперативной памяти. 64-битная математика означает, что теоретически возможно достичь 16,8 миллионов ТБ ОЗУ, но на самом деле максимальный объём ОЗУ, достижимый современной ОС, составляет около 6 ТБ.
Однако, Windows 11 Home ограничена «всего» 128 ГБ оперативной памяти.
Что такое архитектура ARM
ARM – это архитектура с сокращенным набором команд (CISC). Это доминирующий стандарт, используемый интеллектуальными устройствами, а также с течением времени растущим числом маломощных ПК и интеллектуальных устройств.
Даже Apple перешла на ARM на своих настольных компьютерах Mac вместо того, чтобы просто производить чипы ARM для устройств iOS. Раньше Apple использовала ту же архитектуру x86 и x64, что и Intel и AMD, что делает их переход на ARM весьма громким одобрением со стороны ПК-пространства.
x86, x64 или ARM – что лучше
Сравнение x86, x64 и ARM по объёму памяти
По объему памяти x86, к сожалению, проиграл войну, как только настольные ПК с оперативной памятью более 4 ГБ стали обычным явлением. Хотя устаревшие устройства x86, безусловно, всё ещё можно использовать, ограничение ОЗУ в 4 ГБ делает их немыслимыми для повседневного использования с современным программным обеспечением.
x64 и ARM ещё не достигли своего теоретического максимального предела, но на сегодняшний день оба они превышают пределы в терабайты.
Даже самая ограниченная версия Windows 11 поддерживает 128 ГБ системной памяти! ARM в этом отношении ничуть не хуже, так что победителем в данном случае фактически становится…
Победитель: x64 и ARM
Сравнение x86, x64 и ARM по вычислительной мощности
Вычислительная мощность также ограничена объёмом памяти, поэтому нам придётся вновь отказаться от x86.
Что касается вычислительной мощности, здесь на самом деле немного больше нюансов, чем можно было бы ожидать. Хотя ARM работает с меньшей сложностью по сравнению с x64, она по-прежнему чрезвычайно полезна для широкого спектра программного обеспечения и приложений.
Умные устройства всегда использовали ARM и могут делать почти всё, что ПК может делать в программном обеспечении, даже если это намного медленнее из-за ограничений батареи и системы.
Однако, в конечном итоге, x64 является доминирующей сложной архитектурой CPU, и процессоры x64 по-прежнему лидируют в новейших моделях HEDT и серверных материнских платах, а не только в потребительских настольных ПК.
Программное и аппаратное обеспечение работают наилучшим образом на платформе x64, если у вас есть соответствующий бюджет на электропитание и охлаждение.
Победитель: х64
Сравнение x86, x64 и ARM по энергопотреблению
Учитывая конкурентоспособность устройств ARM с точки зрения функциональности, можно подумать, что устройства ARM будут столь же энергоёмкими. На самом деле, это не так.
ARM построены с расчетом на более низкое энергопотребление благодаря сокращенному набору команд, поэтому интеллектуальное устройство ARM или ПК будет гораздо более энергоэффективным по всем направлениям, чем устройства x64 или x86.
Победитель: ARM
Сравнение x86, x64 и ARM по требованию к охлаждению
Более низкое энергопотребление ARM также означает, что при его работе выделяется меньше тепла.
Фактически, ARM выделяет так мало тепла, что большинству устройств ARM даже не требуется активно вращающийся охлаждающий вентилятор, как это делает ПК x64.
Победитель: ARM
Сравнение x86, x64 и ARM по цене
Производителям устройств лицензировать ARM гораздо дешевле, чем получать лицензию на x64 или x86.
Это помогает увеличить прибыль от устройств ARM и наполняет нижний сегмент рынка довольно дешёвыми и мощными устройствами ARM, такими как Raspberry Pi или бюджетные смартфоны.
Победитель: ARM
Сравнение x86, x64 и ARM – итоговый вывод
Как оказалось, ARM является вполне достойным конкурентом x64. Возможно, он никогда не достигнет тех же высот чистой вычислительной мощности, но благодаря поддержке разработчиков и постоянному обновлению устройств ARM в этом нет необходимости.
ARM доминирует на рынке интеллектуальных устройств и ПК с низким энергопотреблением по очень веской причине.
Однако, x64 никуда не денется в ближайшее время. Особенно учитывая потребности профессиональных монтажеров, аниматоров, геймеров, серверов.
Для просмотра веб-страниц и других относительно легких приложений ARM быстро зарекомендовал себя как «достаточно хорошее» решение для большинства людей за пределами ПК.
В целом, здесь сложно выделить однозначного победителя. И ARM, и x64 служат жизненно важной цели на современном рынке аппаратного обеспечения.
Лишь x86 отошел на второй план из-за устаревания, но даже тогда его программное обеспечение продолжает жить на x64 и даже на некоторых устройствах ARM. Плюс в ближайшее время нас ждёт релиз Windows на базе ARM в форме SurFace.
Часто задаваемые вопросы
Что такое ARM64?
ARM64 – это обновление архитектуры ARM, дебютировавшей в 2011 году. Другими словами, ARM является 64-битной уже более десяти лет.
Однако, это не меняет никаких положений, изложенных в статье выше, поскольку 32-битная и 64-битная обработка не являются основным и конечным результатом того, что предлагают x86 и x64.
Всегда ли x64 лучше, чем x86?
Да. Единственная причина продолжать использовать процессор и операционную систему x86 – это если ваша материнская плата буквально не поддерживает ничего другого.
И, учитывая быстрое прекращение поддержки этих старых систем на фронте Windows, я бы определенно рассмотрел возможность обновления до Linux, если вы всё ещё застряли на 32-битной машине и хотите максимально использовать её.
Может ли ARM запускать приложения x86 или x64?
Да. Фактически, как Windows, так и Mac OS могут работать на архитектуре ARM и поддерживать эмуляцию x86 и x64.
Качество этого опыта будет очень разное. Windows на ARM вообще не очень хорошо работает с приложениями x86. Mac OS, с другой стороны, имеет довольно убедительный опыт работы с архитектурой ARM.
Фактически Apple производит чипы ARM с 2009 года и начала переводить компьютеры Mac на собственную архитектуру ARM в октябре 2016 года. Как показала практика, архитектура ARM от Apple также невероятно хороша для эмуляции приложений x86 и x64.
Могут ли x86 и x64 запускать приложения ARM?
Да, с помощью эмуляции или виртуализации, и вполне неплохо!
x86 не сможет запускать 64-битные приложения ARM, но x64 более чем достаточно хорош для запуска эмуляции ARM с помощью программного обеспечения виртуальной машины, такого как VirtualBox.
RISC-V лучше, чем ARM?
RISC-V – это альтернативная ARM архитектура CPU с открытым исходным кодом.
Как и ARM, это архитектура RISC (сокращенный набор инструкций), предназначенная для устройств с низким энергопотреблением. В отличие от ARM, она не принадлежит конкретной компании, поэтому не требует таких же лицензионных сборов, как ARM, и именно поэтому RISC-V вообще существует.
Однако, по сравнению с ARM RISC-V имеет очень ограниченное распространение на рынке или программную поддержку. Я бы пока не считал её настоящим конкурентом в этой гонке, по крайней мере, на данный момент.
Я надеюсь, что эта разбивка x86, x64 и ARM помогла прояснить различия между этими тремя фундаментальными архитектурами CPU.
Сегодняшняя конкуренция между x64 и ARM во многом выгодна потребителю, и достижения некоторых ARM-устройств (особенно Apple) в эмуляции приложений x64 оказались поистине выдающимися.
Однако, не следует недооценивать огромную мощь и гибкость набора команд и архитектуры x64, о чём свидетельствуют возможности современного аппаратного обеспечения ПК.
