一文看懂x86與ARM架構區別

什麼是X86？什麼是ARM？

很多人在選服務器、買電腦、看芯片參數的時候，都會看到兩個詞：ARM和x86。

有人說ARM省電，有人說 x86 性能強，但到底它們是什麼，有什麼本質區別，很多人其實並不清楚。

ARM和x86，本質上是兩種不同的 CPU 指令架構。指令架構可以理解爲：CPU 能聽懂的一套“語言”。軟件最終都會被翻譯成指令，CPU 只能按照這套指令來幹活。不同架構，語言不同，指令不同，生態也不同。

處理器架構，全稱是中央處理器體系結構，是處理器的硬件設計規範和指令執行邏輯的總和。它不是一個看得見摸得着的零件，而是一套 “設計圖紙” 和 “運行規則”—— 規定了處理器的核心組件該怎麼佈局、數據該怎麼傳輸、指令該怎麼執行，同時也決定了處理器能兼容什麼樣的軟件、能實現什麼樣的性能。

處理器架構，全稱是中央處理器體系結構，是處理器的硬件設計規範和指令執行邏輯的總和。它不是一個看得見摸得着的零件，而是一套 “設計圖紙” 和 “運行規則”—— 規定了處理器的核心組件該怎麼佈局、數據該怎麼傳輸、指令該怎麼執行，同時也決定了處理器能兼容什麼樣的軟件、能實現什麼樣的性能。

處理器架構的核心是指令集。指令集相當於處理器能聽懂的 “語言”。它規定了處理器能執行的所有指令類型，比如 “加法運算”“數據讀取”“邏輯判斷” 這些基礎操作，都有對應的指令代碼。指令集就像是一本字典。軟件開發者編寫的代碼，最終都要翻譯成這本字典裏的指令，芯片硬件才能聽得懂。

根據指令的複雜程度，指令集主要分爲兩類：

1.複雜指令集

• 優點：指令功能強大，能減少指令執行的數量，適合複雜的計算任務。

• 缺點：指令解碼和執行的過程複雜，功耗相對較高。

• 典型架構：x86 架構，這是電腦、服務器最常用的架構，Intel 和 AMD 的處理器都基於 x86 架構。

2.精簡指令集

精簡指令集的核心特點是指令數量少、功能單一，一條指令只做一件事。

• 優點：指令解碼快、執行效率高，功耗更低，適合移動設備和嵌入式設備。

• 缺點：完成複雜任務需要更多指令，對軟件優化要求更高。

• 典型架構：ARM 架構、RISC-V 架構，手機、平板、智能手錶、路由器的處理器基本都基於這類架構。

指令集是軟件和硬件之間的 “橋樑”。一個軟件想要在某款處理器上運行，必須和它的指令集兼容。

說完指令集，咱們再來看幾個目前主流的處理器架構。

x86架構

x86 是最早由英特爾設計的一套處理器架構，後來 AMD 也兼容了它。我們用的臺式機、筆記本，絕大多數服務器，長期以來都是 x86 架構。

x86 基於複雜指令集（CISC），兼容性強、性能強大，支持複雜的多任務處理和虛擬化技術。優勢是軟件生態成熟，幾乎所有的桌面軟件、服務器軟件都能直接運行；缺點是功耗相對較高，不太適合移動設備。

ARM架構

ARM 是另一套完全不同思路的處理器架構。基於精簡指令集，功耗低、能效比高，支持動態調頻調壓，能根據任務輕重調整性能；它的核心設計目標很簡單：高效、省電、結構清晰。ARM架構是移動設備和嵌入式設備的 “王者”。

現在 ARM 架構也開始向筆記本和服務器領域拓展，近幾年你會發現，雲服務器、國產服務器，甚至蘋果的 Mac，也開始大量使用 ARM 架構。

那arm會不會取代x86呢，ARM 不會“徹底去掉” x86，但一定會長期、持續地蠶食 x86 的地盤，尤其是在服務器和雲計算領域。

RISC-V架構

RISC-V 也是一種處理器架構，最大的特點是完全開源。任何公司和個人都可以免費使用這套指令集來設計芯片。它的潛力很大，尤其在國產芯片、嵌入式、定製化計算領域。但目前生態還在發展階段，和 x86、ARM 比，軟件和工具鏈還不夠成熟。