簡單了解一下arm架構和x86架構

簡單了解一下arm架構和x86架構

隨著蘋果在北京時間6月23日2020WWDC開發者大會上宣布將在全新Mac產品中全面引入自研ARM架構芯片而非繼續使用英特爾芯片消息后，arm架構與x86架構引起一些相關用戶的興趣。接下來就簡單了解一下arm架構和x86架構的區別和各自的一些優勢，蘋果為什么要放棄x86架構引入arm架構芯片。

首先在根本上了解一下arm架構和x86架構的區別，即所謂的“復雜指令集”和“精簡指令集”系統，x86架構使用的是復雜指令集（CISC）arm架構使用的是精簡指令集（RISC），區別在于考慮問題的方式不同。

借用一個網上例子，比如說我們要命令一個人吃飯，那么我們應該怎么命令呢？我們可以直接對他下達“吃飯”的命令，也可以命令他“先拿勺子，然后舀起一勺飯，然后張嘴，然后送到嘴里，最后咽下去”。從這里可以看到，對于命令別人做事這樣一件事情，不同的人有不同的理解，有人認為，如果我首先給接受命令的人以足夠的訓練，讓他掌握各種復雜技能（即在硬件中實現對應的復雜功能），那么以后就可以用非常簡單的命令讓他去做很復雜的事情——比如只要說一句“吃飯”，他就會吃飯。但是也有人認為這樣會讓事情變的太復雜，畢竟接受命令的人要做的事情很復雜，如果你這時候想讓他吃菜怎么辦？難道繼續訓練他吃菜的方法？我們為什么不可以把事情分為許多非常基本的步驟，這樣只需要接受命令的人懂得很少的基本技能，就可以完成同樣的工作，無非是下達命令的人稍微累一點——比如現在我要他吃菜，只需要把剛剛吃飯命令里的“舀起一勺飯”改成“舀起一勺菜”，問題就解決了，多么簡單。這就是“復雜指令集”和“精簡指令集”的邏輯區別。

兩者的差異也使得在應用領域中有著相對明顯的區分，x86架構更加專注于高性能但同時高功耗的實現，而arm架構則專注于低功耗領域。Mac產品之前采用的x86架構CPU的功耗通常在幾十到一百多，甚至是200的功耗。相對于筆記本需要的續航，靜音，散熱等需求，顯得有點背道而馳，而arm架構的CPU功能可以做到個位數，更加符合筆記本的需求，同時可以打通iOS和iPadOS的情況下，在一部分常規需求的客戶就更可能會更偏向Mac的選擇。

近十多年來，關于CISC和RISC的區分已經慢慢的在模糊，例如自P6體系（即Pentium Pro）以來，作為CISC代表的X86架構引入了微碼概念，與此對應的，處理器內部也增加了所謂的譯碼器，負責將傳統的CISC指令“拆包”為更加短小的微碼（uOPs）。一條CISC指令進來以后，會被譯碼器拆分為數量不等的微碼，然后送入處理器的執行管線——這實際上可以理解為RISC內核 CISC解碼器。而RISC也引入了指令集這個就邏輯角度而言非常不精簡的東西，來增加運算性能。