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X86工业主板和ARM工业主板二者之间的区别

作者:鲁成伟业 | 时间:2021-01-05 13:50:18 | 人已围观

CPU主要由运算器、控制器、寄存器三部分组成,负责处理指令、执行操作、控制时间、处理数据。如果没有CPU,工业主板就不行。

X86和ARM的区别

  1. 目前CPU主要由X86和ARM组成。不同的体系结构之间有很大的差距,从zui基本的逻辑角度来看,可以分为两类,即“复杂指令集”和“精简指令集”系统,即“CISC”和“RISC”。X86工业主板和ARM工业主板的主要区别在于,前者使用复杂指令集(CISC),后者使用精简指令集(RISC),这也是为什么X86工业主板在性能上比ARM工业主板快很多,强很多。
  2. X86工业主板的功耗高于ARM工业主板。功耗与CPU制造工艺有关。ARM的CPU主要是专ye厂商生产的,Intel是自己工厂生产的。一般来说,后者比前者领xian一代。如果设计一样,生产出来的处理器应该比Intel的geng紧凑,比如一个是22nm,一个是28nm,同样的功能一定是22nm,耗电geng少。那为什么ARM工业主板的功耗比X86工业主板低?这和CPU设计有关。
  3. 在操作系统兼容方面,几乎所有X86硬件平台都可以直接使用微软的视窗系统及现在流行的几乎所有工具软件,所以X86工业主板在系统兼容性方面具有无可比拟的优势。

CPU设计分为前端设计和后端设计。前端设计体现了CPU的架构,复杂指令集和简化指令集的区别通过前端设计体现。后端设计处理电压、时钟等问题,这是功耗的直接因素。后端如何影响功耗?晶体管功耗主要有两个原因:一是动态功耗,二是漏功耗。动态功耗是指切换输入电压时晶体管产生的功耗,所有逻辑功能的0/1切换,归根结底就是时钟信号的切换。如果时钟信号保持不变,这部分功耗将为0。也就是所谓的时钟计时。可以通过关闭某个模块的电源来控制泄漏功耗。当然,其中任何一个都会使时钟和电源控制的模块无法工作。不同的是门控时钟的恢复时间较短,而功率控制时间较长。另外,如果单个指令使用多个模块的功能,在恢复功能时,不是zui慢模块的时间,而是几个模块的时间可能相加,因为这涉及到一个PowerSequence的问题,即恢复工作时,模块之间有一个顺序,不按照这个顺序就无法恢复。按照这个顺序,总的恢复时间会很长。所以在后端可以得出一个结论,为了省电,可以关闭一些暂时不用的处理器模块。但是不能轻易关闭,否则一旦需要恢复,完成一条指令需要很长时间,整体性能会明显下降。同时,子模块的门控时钟和电源开关通常是在设计电路时决定的,对操作系统是透明的,无法通过软件优化。

看前端。ARMCPU的一个特点就是乱序执行能力不如X86。换句话说,当用户使用工控机时,其操作是随机的、不可预测的,从而产生不可预测的指令。X86为了增强这种情况下的处理能力,加强了乱序指令的执行。此外,X86还增强了单核的多线程能力。这样做的缺点是处理器子模块无法有效关闭和恢复,因为一旦关闭,恢复速度很慢,导致性能低下。为了保持高性能,大多数模块必须打开,时钟必须切换。这样做的直接后果是高功耗。而ARM的指令侧重于一定顺序的执行,依靠多核而不是单核多线程。这使得保持子模块和时钟信号关闭变得容易,这显然节省了功率。

几乎所有的ARM都使用Linux操作系统,几乎所有的硬件系统都要du立构建自己的系统,与其他系统不兼容,也导致了其应用软件移植的不便,制约了ARM的开发和应用。Android系统开发完成后,统一了基于ARM架构的工控机的操作系统,使新推出的基于ARM架构的工控机系统具有统一、开放、免费的操作系统,为ARM的发展提供了强大的支持和动力。

X86和ARM的发展

两者没有可比性,X86无法达到ARM的功耗,ARM也无法达到X86的性能。在服务器、工作站等高性能计算应用中,无论功耗和使用环境,X86都有绝dui优势。但是在功耗、环境和固定任务的约束下,ARM有很大的优势。

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