پردازنده های ARM چه تفاوتی با x86 دارند؟

همونطور که میدونیم پردازنده یا همون CPU مغز هر کامپیوتر و دستگاه هوشمندیه. تو دنیای پردازنده ها دو نوع معروف ARM و x86 وجود داره، که هرکدومش ویژگی، کاربرد و مزایا و معایب خودشو داره. شما تو این مقاله درباره ی ویژگی های این پردازنده ها و تفاوت های بینشون میخونید. پس باهامون همراه باشید.

ARM و x86 چی هستن اصلا؟!

ARM و x86 دو نوع معماری پردازنده اند. معماری پردازنده به ساختار و طراحی داخلی یک پردازنده میگن که شامل نوع دستوراتی که اجرا میکنن، نحوه ارتباط با اجزای سخت افزاری و … . در مجموع به طور خلاصه معماری پردازنده مشخص میکنه که داده ها چجوری قراره پردازش بشن.

پردازنده‌های x86 معمولاً در کامپیوترها و سرورها به کار می‌رن و مجموعه دستورهای پیچیده تری دارن. بخاطر همین میتونن کارهای بیشتری انجام بدن. در نتیجه مصرف انرژی بیشتری دارن. اما پردازنده های ARM بخاطر طراحی خاصش، انرژی کمتری مصرف میکنه. از این پردازنده ها معمولا تو دستگاه های کوچیک مثل تلفن همراه و تبلت ها استفاده میشه.

ARM و x86 چه فرقی باهم دارن؟

ARM و x86 از دو تا رویکرد مختلف در طراحی پردازنده هاشون استفاده میکنن: CISC و RISC.

پردازنده ARM

از معماری RISC(Reduced Instruction Set Computing) استفاده میکنه. این طراحی پردازنده اینجوریه که دستورات ساده تر و کم تعداد تری رو اجرا میکنه. که این باعث میشه مصرف انرژی کمتری داشته باشه در عین حال عملیات رو سریع تر انجام بده. همین ویژگی باعث شده پردازنده های ARM یه گزینه مناسب برای دستگاه های باتری دار باشن.

پردازنده x86

از معماری CISC(Complex Instruction Set Computing) استفاده میکنه. این طراحی به شکلیه که دستورات پیچیده تر و بیشتری رو انجام میده. اما در عین حال انرژی بیشتری مصرف میکنن. این پردازنده ها بخاطر اینکه دستورات پیچیده تری رو انجام میدن، احتیاج به تعداد ترانزیستورهای بیشتری دارن. در نتیجه، بیشتر شدن تعداد ترانزیستورها باعث بزرگتر شدن اندازه پردازنده میشه.

معمولا از پردازنده های x86 در کامپیوترها و سرورها استفاده میشه به این دلیل که به قدرت پردازشی بیشتری نیاز دارن.

در مجموع RISC روی سادگی و بهینه سازی انرژی تمرکز داره، اما CISC روی توان پردازشی بالاتر و اجرای دستورات پیچیده تر تمرکز داره. ARM و x86 نمونه های معروف و رایج این دو معماری هستن.

روش دسترسی پردازنده ها به حافظه

روش های دسترسی به حافظه بین این دو نوع پردازنده هم متفاوته. پردازنده ARM روی پردازش مبتنی بر ثبت (Register Based Processing) تمرکز داره. این مدل پردازش یعنی به جای دسترسی مکرر به حافظه اصلی، عملیات پردازشی روی رجیسترها انجام میشه.

رجیسترها، حافظه های کوچیک و خیلی سریعی هستن که داخل خود پردازنده قرار دارن و بهشون کمک میکنن تا داده های مورد نیاز رو سریع تر بگیرن و عملیات رو زودتر انجام بدن.

اما پردازنده های x86 تعامل بیشتری با حافظه دارن و به همین دلیل میتونن محاسبات پیچیده تری رو انجام بدن.

سازگاری بین پردازنده ها و نرم افزارها

سازگاری نرم افزاری یکی از نکات مهم تو انتخاب بین این دو پردازنده هست. سیستم عامل هایی که برای پردازنده های x86 طراحی شدن معمولا روی سخت افزار ARM کار نمیکنن و برعکس. دلیل این قضیه هم اینه که سیستم عامل ها باید با سخت افزارها ارتباط برقرار کنن تا بتونن از دستورهای پردازنده استفاده کنن .و برای اینکه سیستم درست کار کنه، هماهنگی بین سخت افزار و نرم افزار خیلی موضوع مهمیه.

مزایا و معایب ARM وx86

مزایای ARM

مصرف پایین انرژی: مناسب برای موبایل ها و دستگاه های باتری دار.
ارزان بودن: به خاطر طراحی ساده تر، تولید اونها معمولا ارزون تره.
حرارت کمتر: تولید حرارت کمتری دارن و نیازی به راه حل های پیچیده برای خنک کردن ندارن.

معایب ARM

پردازش ضعیف در زمان مشخص: برای بازی های پیشرفته یا وظایف محاسباتی سنگین مناسب نیستن.
سازگاری نرم افزاری: پردازنده‌های ARM نمی‌توانند برنامه‌های طراحی‌شده برای x86 را بدون شبیه‌سازی یا ترجمه اجرا کنند.
تنوع کمتر در بازار کامپیوترها و لپ تاپ ها.

مزایای x86

عملکرد بالا: مناسب برای محاسبات سنگین، مثل بازی، تحلیل داده ها و شبیه سازی های پیچیده.
سازگاری نرم افزاری گسترده: دامنه وسیعی از نرم افزارها و سیستم عامل ها برای پردازنده های x86 توسعه پیدا کردن.
پشتیبانی از ویژگی های پیشرفته: از ویژگی های متنوعی مثل Hyper-Trading و مجازی سازی پشتیبانی میکنه.

معایب x86

مصرف انرژی بالا: به این دلیل که مصرفی انرژی بیشتری داره به سختی میشه در دستگاه های باتری دار ازش استفاده کرد.
تولید حرارت: حرارت بیشتری تولید میکنه که معمولا نیاز به سیستم های خنک کننده پیچیده داره.
هزینه زیاد: معمولا بخاطر پیچیدگی و هزینه های مجوز، تولید اون ها گرون تره.

تولید کننده های معروف ARM:

Apple: پردازنده های M1 وM2 در مک بوک ها و آیپدها.
Qualcomm: Snapdragon در گوشی های اندرویدی.
Exynos: در گوشی ها و تبلت های Samsung.

تولید کننده های معروف x86:

Intel: سری Core و Xeon برای سرورها.
AMD: Ryzen و EPYC برای کامپیوترها و همچنین سرورها.

از کدوم پردازنده استفاده کنیم؟

انتخاب بین این پردازنده ها بستگی به نیازمون داره. اگه نیاز داریم دستگاه مون مصرف انرژی کمی داشته باشه پردازنده ARM گزینه مناسبیه. اما اگه به قدرت پردازش و تنوع نرم افزاری بالا نیاز داریم، پردازنده x86 انتخاب مناسبتریه. در مجموع، هرکدوم از این معماری های پردازنده ها در زمینه خاص خودشون خوبن و انتخابشون بستگی به نیاز ما داره.