X86 vs ARM 孰優孰劣?快速帶你認識電腦的大腦 CPU|趕快tech我 EP8.2.1

2023/02/03閱讀時間約 3 分鐘
怪獸科技公司,用10分鐘帶你探索最新科技趨勢。
收聽Podcast:https://linktr.ee/monstech_inc
追蹤我們:https://www.instagram.com/monstech.inc/
我們可以想像一台電腦是由許多硬體組合而成的,不過,你可能不知道,從鍵盤打字到螢幕顯示的過程中,有個不可或缺的角色——中央處理器,也就是 CPU,今天我們就來淺聊一下電腦的大腦,中央處理器(CPU, Central Processing Unit)。

電腦的大腦

CPU 示意圖
為什麼 CPU 是電腦的大腦?
因為 CPU 主要的工作有算術、邏輯運算,解讀電腦內的每個指令來控制電腦其他硬體的運作。以前言所提及的例子來說,當我們在打字的時候,螢幕上之所以會顯示字,就是因為 CPU 幫我們將輸入的訊號進行運算後輸出。
因此,一台電腦如果沒有 CPU,就好像人空有其他器官(其他硬體)卻沒有大腦(CPU),無法思考和支配其他的器官處理任何的事情。

常見種類

簡單介紹完 CPU 的概念後,接下來要和大家說明最常見的兩種 CPU,那就是 X86 和 ARM,為什麼 CPU 會有不同的種類呢?這就必須要提及指令集架構的概念。

指令集架構

什麼是指令集架構?我們可以用製造一台機器人來理解:首先,要製造一台機器人,我們會需要設計規範,而像這樣的設計規範放在 CPU 上來說就是指令集架構。也就是說, X86 和 ARM 就是 CPU 兩種不同的設計規範
這個設計除了明確規範他的外型之外,更重要還要有要規範機器人可以做哪些事情,像是前後左右,也就是所謂的指令,很多的指令合在一起就是指令集。而由於 CPU 最主要的工作就是運算,因此這些指令就是加減乘除,或是辨認不同的訊號。

X86 vs ARM

話說回來,CPU 最常見的兩個種類 X86 和 ARM,最主要的差異其實最就是來自於指令集的不同,X86 採用的是 CISC(complex instruction set computer)也就是複雜指令集,而 ARM 採用的則是 RISC(reduced instruction set computer)簡單指令集。
以製造機器人來說, X86 機器人的指令通常會比較複雜,當想要機器人跳舞的時候,機器人只要執行跳舞這個指令就行。
相較之下,ARM 機器人就只有相較基本的前後左右指令,因此想要讓他跳舞,就沒那麼輕鬆,而是必須執行多個基本指令來達到跳舞的效果。
看到這邊,或許我們會認為 X86 比較便捷,然而,事實上 ARM 卻是為了修正 X86 而出現的產物。早期電腦主要以 X86 為主,因為 X86 只需要用一個指令就能夠執行複雜程式,節省了程式設計師的設計時間
不過,為了讓一顆 CPU 擁有這麼多複雜的指令,就會需要將更多複雜的電晶體設計在晶片上,隨之而來的就是耗電、高發熱量。此外,要執行複雜的指令前,還是必須要先透過解碼器將複雜的指令轉換成簡單的指令,這樣一來整體上執行工作效率會變得比較差,處理資料速度也會比較慢
相反的,ARM 因為指令簡單,過往都是運用在手機等功能較不複雜的行動裝置上,所以也不需要複雜的晶片設計,就有了體積縮小、降低功耗、節省成本、提高效能的優點,但是缺點是程式設計師寫一個複雜的指令,就必須要由一長串簡單的指令組合而成。因此開發軟體時間必須拉長,而且軟體也會比較佔容量

小結

雖然說 ARM 是為了修正 X86 而開發,但實際上,兩者並沒有間並沒有哪個比較好,主要還是取決於廠商採用哪一種處理器開發商品,或許在未來兩者技術成熟後,之間的界線也將模糊。
為什麼會看到廣告
3.4K會員
274內容數
你是否有想過,為什麼看過這麼多成功的人的例子,聽過這麼多厲害的人他們的分享,有時候自己卻好像只是在原地踏步呢?《怪獸科技公司》第二季將從科技產業的角度切入,透過跨領域的視野,帶你掌握各種必備的自我管理能力與心法,一起用科技去思考你的人生。
留言0
查看全部
發表第一個留言支持創作者!
從 Google News 追蹤更多 vocus 的最新精選內容