什么是ARM处理器？与x86的比较及其优缺点

中央处理器 (CPU) 被用于我们每天使用的技术中，从智能手机到笔记本电脑再到可穿戴设备。这些处理器允许这些设备执行指令和任务，以便其执行其指定的功能。虽然当今使用的设备中使用了不同类型的处理器，但ARM处理器已迅速成为使用最广泛的处理器之一，每年生产多达数十亿台基于ARM的设备。那么，ARM处理器到底是什么？它与嵌入式系统中使用的其他处理器有何不同？在本文中，我们将介绍ARM处理器的背景知识、它与其他处理器类型的比较以及它的一些优点和缺点。

什么是 CPU？

CPU本质上是嵌入式系统的大脑，它使用特定指令或指令集在寄存器和内存之间移动数据或根据需要执行某些计算。如今，大多数计算设备可能都使用x86设计的处理器（如英特尔处理器）或 Android/Apple智能手机或平板电脑中使用的ARM设计。随着笔记本电脑的不断发展，ARM CPU也越来越多地被应用于笔记本电脑中。

ARM 处理器的背景

ARM 处理器最初由ARM Holdings plc设计并推出，该公司由Acorn Computers、Apple和VLSI Technology于1990年创立。最初，ARM代表Acorn RISC Machine，但后来改为Advanced RISC Machine。ARM Ltd开发ARM架构并授权IP，以允许其被合作伙伴随后在自己的产品（例如片上系统或模块系统设计）中构建和销售芯片。这与英特尔或AMD等设计和制造自己的芯片的其他CPU制造商的方法不同。

风险与CISC

正如其名称所示，ARM处理器被认为是基于RISC或精简指令集计算机的。RISC机器是CISC 机器或复杂指令集计算机的替代品。

与基于CISC的处理器（例如 Intel x86或AMD x86-64微芯片）不同，基于RISC的处理器专注于减少直接在内存中执行的每个程序的指令数量，而基于RISC的架构则专注于降低指令的复杂性，并以高时钟速度在一个周期内执行这些指令。这意味着在CISC架构上执行的同一条指令可能需要在 RISC 机器上执行多条指令。

简单来说，RISC强调每个指令的周期数效率，而CISC强调每个程序的指令数效率，因此RISC 机器可以被认为更高效。

然而，在CISC和RISC架构的CPU之间，没有哪一种处理器在设计或功能上更胜一筹。根据应用的不同，一种处理器可能更适合某些用途。

使用案例：移动设备与笔记本电脑

ARM处理器通常用于手机等设备，而英特尔处理器通常用于笔记本电脑或台式电脑等大型设备。由于ARM基于RISC，因此该架构需要更少的晶体管，有助于降低成本、功耗并产生更少的热量。此外，与通常优先考虑性能的计算机不同，智能手机往往受益于ARM提供的更长的电池寿命和更低的散热。此外，ARM处理器依靠软件来提高性能，而英特尔处理器则依靠硬件。同样，随着ARM处理器的发展，它们正在扩展到越来越多的应用中，计算机就是其中之一。