اليوم ، من المرجح أن تحتوي معظم أجهزة الحوسبة على معالج يستخدم تصميم x86، مثل معالجات Intel ، أو تصميم ARM (آلة RISC المتقدمة)كما هو الحال في وحدة المعالجة المركزية في هاتفك الذكي أو جهازك اللوحي. تعمل وحدات المعالجة المركزية ARM أيضًا على تحويلها إلى أجهزة كمبيوتر محمولة.
يمكنك في هذه الأيام الاختيار بين جهاز كمبيوتر مزود بمعالج Intel أو AMD (x86) أو جهاز به معالج ARM. لذا عندما يتعلق الأمر بمعالجات ARM مقابل معالجات Intel ، أيهما أفضل؟
ARM مقابل Intel: Different Origins
المعالجات الحديثة القائمة على Intel و ARM يمكن لوحدات المعالجة المركزية تتبع تقنياتها إلى شرائح مبكرة في أجهزة الكمبيوتر التي تم طرحها في الأسواق في أوائل الثمانينيات ، وتحديدًا Acorn Computers بي بي سي مايكرو و إنتل 8088 الموجودان في أول كمبيوتر شخصي من IBM. مهدت هذه الطريق لتصميمين رئيسيين لوحدة المعالجة المركزية في العصر الحديث.
من المهم ملاحظة أنه على الرغم من وجود خطين تطوريين منفصلين ، إلا أنهما يتقاربان فيما نستخدم وحدات المعالجة المركزية هذه لهذا اليوم.
RISC vs CISC
تحت غطاء المحرك ، يتمثل الاختلاف الرئيسي بين وحدة المعالجة المركزية المستندة إلى Intel و ARM في نوع التعليمات التي يفهمها كل جهاز. وحدات المعالجة المركزية المستندة إلى ARM هي أجهزة RISC (كمبيوتر مجموعة التعليمات المخفضة)ووحدات المعالجة المركزية Intel هي أجهزة CISC (كمبيوتر مجموعة التعليمات المعقدة). تختلف تصميمات RISC و CISC في كيفية أداء المعالجات لعملها. في وحدات المعالجة المركزية Intel (و AMD) ، يستخدمون مجموعة تعليمات CISC المعروفة باسم x86.
ومع ذلك ، فإن معظم نقاط القوة والضعف لديهم تأتي من حقيقة أن أجهزة RISC تتعامل مع الاختصار ، تعليمات بسيطة وموحدة الطول بينما تجمع أجهزة CISC بين العديد من الإرشادات في تعليمات طويلة ومعقدة تتم معالجتها دفعة واحدة.
توافق البرامج
لا تستطيع معالجات Intel فهم كود ARM والعكس صحيح. لذلك ، يجب كتابة نظام التشغيل والبرامج خصيصًا لنوع واحد من المعالجات.
من الممكن أن يتم تشغيل أحد البرامج المصممة لنوع واحد من وحدة المعالجة المركزية على الآخر ، ولكن هذا عادةً ما يكون مصحوبًا بعقوبات كبيرة في الأداء وعدم الكفاءة.
الاستثناء لهذا هو برنامج ترجمة الشفرات رشيد 2 من Apple. تم تصميم وحدات المعالجة المركزية ARM المخصصة الخاصة بهم خصيصًا مع وضع Rosetta 2 في الاعتبار وتسمح بتنفيذ البرامج شبه السلس المصمم لأجهزة Mac المستندة إلى Intel. بشكل عام ، عقوبة الأداء مع Rosetta 2 منخفضة ، بينما ليست مثالية.
من الأمثلة الأكثر شيوعًا أجهزة Microsoft السطح القائم على ARM. عندما يحاول هؤلاء تشغيل كود x86 من خلال المحاكاة ، يكون تأثير الأداء شديدًا لدرجة أن البرنامج قد يكون غير قابل للاستخدام.
استهلاك الطاقة
الميزة الكبيرة لوحدات المعالجة المركزية المستندة إلى ARM على Intel و معالجات x86 الأخرى هي استهلاك الطاقة. اتضح أن نهج RISC جنبًا إلى جنب مع الابتكار المحدد لتصميم ARM يجعل وحدات المعالجة المركزية المقتصدة بشكل لا يصدق. هذا هو السبب في سيطرة ARM على أسواق الهواتف الذكية والأجهزة اللوحية.
لهذا السبب يمكنك الحصول على 24 ساعة أو أكثر من هاتفك ، في حين أن الكمبيوتر المحمول Intel المزود ببطارية أكبر قد يستمر لبضع ساعات فقط ، إذا كنت محظوظًا. بالطبع ، إذا كنت تستخدم جهاز M1 Mac ، فيمكنك الحصول على ما يقرب من 20 ساعة من تشغيل الأفلام ، وهو أمر مثير للإعجاب بالنسبة لجهاز الكمبيوتر المحمول.
أداء نقي
عند إخراج استهلاك الطاقة من المعادلة ، كما هو الحال مع جهاز كمبيوتر موصول بالتيار الكهربائي ، فإن معالجات Intel وغيرها من معالجات x86 CISC تدوس في جميع وحدات المعالجة المركزية RISC المستندة إلى ARM.
ولكن نظرًا لأن الكثير من الأموال يتم إنفاقها على تطوير وحدة المعالجة المركزية ARM بفضل ظهور الهواتف الذكية والأجهزة اللوحية ، فإن أداء وحدات المعالجة المركزية ARM يتزايد بشكل كبير مع كل جيل.
لقد تجاوزت الهواتف الذكية متوسطة المدى الآن عتبة "جيدة بما يكفي" من حيث قوة الحوسبة وهي قوية بما يكفي لتلبية احتياجات المستخدم على أساس يومي.
الأداء لكل واط
إذا قمنا بتغيير السرد إلى مقدار العمل الذي يمكن أن تقوم به وحدة المعالجة المركزية ARM لكل واط من الطاقة التي تستهلكها ، فلن تبدو الأمور جيدة بالنسبة لوحدات المعالجة المركزية Intel x86. على الرغم من أن شركات مثل Intel قد عملت جاهدة لصنع نماذج موفرة للطاقة لوحدات المعالجة المركزية الخاصة بها ، لا تزال هناك فجوة.
ضع في اعتبارك المقارنة أعلاه. يحتوي معالج Intel i7-9750H على قوة تصميم حراري 45 واط (TDP) بينما يحتوي Snapdragon 888 على 10 واط TDP. ومع ذلك ، يأتي جهاز 888 في متناول يده من الأداء المعياري.
لا تزال وحدة المعالجة المركزية ARM قادرة على مطابقة 75٪ من نتيجة وحدة المعالجة المركزية Intel CPU لأجهزة الكمبيوتر المحمول المتطورة عند مشاركة جميع النتائج. ضع في اعتبارك أن وحدة المعالجة المركزية ARM لا تحتوي على تبريد نشط وتقع داخل الهاتف الذكي. بالنسبة لجهاز كمبيوتر محمول كبير مزود بتبريد نشط وأكثر من أربعة أضعاف TDP للحصول على ميزة أداء صغيرة نسبيًا ، توضح بشكل صارخ اختلاف الأداء لكل واط بين هذه التقنيات.
التناظر الأساسي
تتمثل الميزة المثيرة في جانب ARM للأشياء في استخدام أنوية وحدة المعالجة المركزية غير المتماثل. تحتوي معالجات Intel ومعالجات x86 الأخرى على نوى متعددة ولكنها متطابقة. ومع ذلك ، من الشائع أن تحتوي وحدات المعالجة المركزية ARM على نوى متعددة ، ولكنها مختلفة.
على سبيل المثال ، قد تحتوي وحدة المعالجة المركزية ARM ذات 8 نوى في الهاتف الذكي على أربعة نوى منخفضة الطاقة تكون سريعة بما يكفي للمهام اليومية مثل تصفح الويب ومشاهدة الفيديو والاستماع إلى الموسيقى والتعامل مع الخلفية الصغيرة مهام. بمجرد بدء تشغيل لعبة فيديو ، أو البدء في إنشاء محتوى مثل تحرير الصور ، تبدأ وحدات المعالجة المركزية الأربعة عالية الأداء.
وهذا يعني أنه يمكنك الحصول على الاستفادة من ذروة الأداء العالي في دفعات قصيرة حسب الحاجة والتمتع أيضًا بعمر بطارية طويل متوسط على مدى دورة شحن البطارية.
هل ARM هو المستقبل؟
السؤال الرئيسي الذي طرحناه عندما فيما يتعلق بتقنيات وحدة المعالجة المركزية هذه ، كان السؤال "أيهما الأفضل؟" وكما قد تتوقع فإن الجواب "يعتمد على ذلك". يمكننا أن نقول على وجه اليقين أن وحدات المعالجة المركزية x86 Intel (و AMD) تحكم كلما كانت الطاقة ليست مشكلة. لذا ، إذا تم توصيله بالحائط ولا يعتمد على بطارية للعمل ، فهذه هي وحدات المعالجة المركزية التي يجب استخدامها.
اليوم ، في عالم الكمبيوتر المحمول ، الأمور ليست واضحة تمامًا. أكبر عيب في ARM ليس الأداء ، ولكن توافق البرامج. هذا شيء قامت Apple بحله مع Rosetta 2 وله أولوية قصوى بالنسبة لمايكروسوفت. بافتراض أن البرنامج سيعمل على نظام ARM بدون عقوبة أداء كبيرة (إن وجدت) ، فإنه يوفر أفضل توازن بين الأداء وعمر البطارية.
عند الانتهاء بشكل صحيح ، تحصل على جهاز كمبيوتر مثل ماك بوك برو M1. إنه أكثر من قوة بما يكفي كجهاز كمبيوتر للأغراض العامة ويمكنه حتى القيام بمهام احترافية مثل تحرير الفيديو - وهو مستوى أداء يمكنه تحمله لمدة 20 ساعة على البطارية! إذا كنت تريد مزيدًا من المعلومات حول M1 ، فراجع M1 مقابل i7: المعارك المعيارية.