Linux x86 和ARM什么区别？

问题：
最近在用三星的一款i5处理器的Windows平板，和iPad，以及其他使用ARM处理器的手机相比，发热量大很多，甚至需要借助风扇来散热，耗电量也大了不少。
那么就很奇怪，在主频相差不大，并且实际执行效果差不多的情况下，x86架构的处理器的发热量和功耗为什么会那么大？这种差异到底是硬件以及处理器的指令集本身的问题，还是软件层面的问题？

回答1：
说x86和ARM处理器“实际执行效果差不多”其实有所不妥。楼主也说了比较的几个设备主要是windows平板，ipad和智能手机。这些平台上的程序都是移动环境下的应用，大多逻辑简单功能单一，没什么“计算”可言。ARM处理器本身定位于嵌入式平台，应付轻量级、目的单一明确的程序，现在应用在移动设备上正是得心应手。x86定位于桌面和服务器，这些平台上很多应用是计算密集型的，比如多媒体编辑、科研计算、模拟等等。因此将x86和ARM在移动环境下做对比得出“差不多”是不好的。

由于定位的不同，ARM处理器基于精简指令集(RISC)架构。指令集数量少就可以简化硬件逻辑的设计，减少晶体管数量，也就意味着低功耗。而且由于移动平台应用通常简单，程序的控制流不复杂，执行效率没有必要很高，所以流水线、分支预测等硬件逻辑都比较简单。这些都降低了晶体管总量。同时因为移动设备有电池的能源限制，ARM的电源管理是作为重要部分特别设计了的。比如移动设备的处理器在待机时通常只以极低的主频在运行，甚至可以暂时关闭闲置的核心、协处理器来降低功耗。

x86就截然不同。x86是复杂指令集(CISC)架构，存在很多机器指令，只为了高效地完成一项专门任务（比如MMX, SSE中的指令）。这就使得硬件的逻辑很复杂，晶体管数量庞大。为了高效地进行运算，x86架构有较长的流水线以达到指令级并行(ILP)。长流水线带来的一个弊端，就是当遇到分支时，如果预载入分支指令不是未来真实的分支，那么要清空整个流水，代价较高。所以x86为此还必须有复杂的分支预测机构，确保流水线的效率。再加上多级cache，支持超线程、虚拟化等等，x86的复杂度其实相当高。

回答2：
因为ARM是为了低功耗设计的，而X86是为了高性能。你想把ARM做到X86一样的性能，势必增加核心复杂度，增加指令集，到时候你猜ARM对X86还能有多少功耗优势？X86精简核心规模抛弃部分指令集，一样也做到了功耗5W以下的ATOM，你又要问为什么那些X86手机功耗高发热大，因为没有专为X86平台开发的手机APP，你跑在X86手机上的APP全都是二次转换运行的，芯片一直高负载。你ARM手机一直高负载功耗不高发热不大？



ARM和x86几大简单比较
　　
　　处理器通常是指一台计算机的运算核心和控制核心。但是随着移动设备的兴起，处理器在智能手机和平板电脑等移动终端设备中的也逐渐兴起，让处理器市场的变化开始了。

　　英特尔是PC和企业级处理器市场上毋庸置疑的霸主，ARM则是在移动终端市场发展起来的新兴霸主。英特尔专注高性能，为个人用户、企业用户提供出色的性能支持;而ARM则专注低功耗，为手机和平板用户带来超长待机。这两个看似没有交集的企业为何会发展成如今对立局面呢?
疑的霸主，ARM则是在移动终端市场发展起来的新兴霸主。英特尔专注高性能，为个人用户、企业用户提供出色的性能支持;而ARM则专注低功耗，为手机和平板用户带来超长待机。这两个看似没有交集的企业为何会发展成如今对立局面呢?

　　技术发展是两家公司直接竞争的主要原因，在Web2.0时代，Facebook、谷歌这些公司的崛起使得数据中心三大核心技术发生了改变，三大核心技术指的是：计算、存储和网络。

　　ARM是如何满足数据中心需求的?

　　低功耗是ARM处理器的一个优势，但是在面向企业级领域的时侯，其发现并没有64位架构处理器，于是在2012年10月31日ARM推出新款ARMv8架构ARMCortex-A50处理器系列产品，来满足企业级级市场应用的需求。

　　而为了弥补自己在企业级市场的经验劣势，ARM还拉拢了原本跟英特尔同一阵营的AMD.AMD在服务器领域积累的相当多的成功经验，其拥有业界领先的64位微处理器技术以及广泛的知识产权组合与OEM、ODM和ISV合作的经验，将促进ARM在数据中心领域的扩展，满足数据中心领域的特定需求。

　　一、性能：

　　X86结构的电脑无论如何都比ARM结构的系统在性能方面要快得多、强得多。X86的CPU随便就是1G以上、双核、四核大行其道，通常使用45nm(甚至更高级)制程的工艺进行生产;而ARM方面：CPU通常是几百兆，最近才出现1G左右的CPU,制程通常使用不到65nm制程的工艺，可以说在性能和生产工艺方面ARM根本不是X86结构系统的对手。

　　但ARM的优势不在于性能强大而在于效率，ARM采用RISC流水线指令集，在完成综合性工作方面根本就处于劣势，而在一些任务相对固定的应用场合其优势就能发挥得淋漓尽致。

　　二、扩展能力

　　X86结构的电脑采用“桥”的方式与扩展设备(如：硬盘、内存等)进行连接，而且x86结构的电脑出现了近30年，其配套扩展的设备种类多、价格也比较便宜，所以x86结构的电脑能很容易进行性能扩展，如增加内存、硬盘等。

　　ARM结构的电脑是通过专用的数据接口使CPU与数据存储设备进行连接，所以ARM的存储、内存等性能扩展难以进行(一般在产品设计时已经定好其内存及数据存储的容量)，所以采用ARM结构的系统，一般不考虑扩展。基本奉行“够用就好”的原则。

　　三、操作系统的兼容性

　　X86系统由微软及Intel构建的Wintel联盟一统天下，垄断了个人电脑操作系统近30年，形成巨大的用户群，也深深固化了众多用户的使用习惯，同时x86系统在硬件和软件开发方面已经形成统一的标准，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系统在兼容性方面具有无可比拟的优势。

　　ARM系统几乎都采用Linux的操作系统，而且几乎所有的硬件系统都要单独构建自己的系统，与其他系统不能兼容，这也导致其应用软件不能方便移植，这一点一直严重制约了ARM系统的发展和应用。GOOGLE开发了开放式的Android系统后，统一了ARM结构电脑的操作系统，使新推出基于ARM结构的电脑系统有了统一的、开放式的、免费的操作系统，为ARM的发展提供了强大的支持和动力。