Différence entre les processeurs ARM et x86
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Depuis la « nuit des temps », il existe plusieurs architectures de processeurs. Certains d’entre eux étaient et sont toujours utilisés sur les systèmes d’aujourd’hui embarqué, d’autres sur des postes de travail et des serveurs, d’autres encore sur des systèmes unité centrale (ici vous pouvez trouver une liste assez exhaustive).
Processeurs destinés à micro-ordinateur ce sont ceux que la plupart des utilisateurs utilisent dans le monde. En effet, les processeurs basés sur Architecture Intel et AMD x86 (IA-32, autrement connu sous le nom d’Intel x86-32 et x86-64 qui à son tour « enferme » les deux implémentations différentes AMD64 et Intel 64) et celles qui exploitent leArchitecture ARM, dont on parle surtout du côté « mobile ».
Mais quels sont les différences entre les processeurs ARM et x86? Pourquoi certains monopolisent-ils effectivement le marché des appareils mobiles alors que les ordinateurs de bureau et les ordinateurs portables sont le fief du second ?
Architecture ARM
BRAS est la société anglaise, fondée en 1990, qui a créé les processeurs du même nom. Il a commencé comme une joint-venture entre Acorn Computers, Apple Computer et VLSI Technology et compte aujourd’hui des bureaux et des centres de recherche dans le monde entier. ARM a récemment été racheté pour la somme de 30 milliards de dollars par le japonais SoftBank qui a ainsi pu mettre la main sur l’immense trésor en termes de brevets que détient la société de Cambridge. (à voir ARM racheté par la SoftBank japonaise).
ARM, en effet, n’a pas n’a jamais commencé la production en série de ses processeurs mais il a concédé sous licence ses conceptions et ses brevets à d’autres sociétés qui ont ensuite fabriqué les processeurs et créé leurs propres entreprises. Les noms des entreprises qui ont puisé dans la source inépuisable ARM sont connus : Qualcomm, MediaTek, Samsung et HiSilicon (ce dernier directement contrôlé par Huawei).
Qualcomm est le leader incontesté du marché des processeurs mobiles (ils sont appelés SoC, Système sur puce car – contrairement aux processeurs traditionnels – dans une seule puce, ils contiennent un processeur central, un chipset et des contrôleurs d’accessoires tels que la mémoire RAM, les circuits d’entrée / sortie, le sous-système vidéo, les modules de connectivité – pensez, à cet égard, au » Amélioré versions de LTE prises en charge dans les dernières versions des SoC Snapdragon : Qualcomm, premier modem 5G 5Gbps. Accord avec Netgear -, …).
Avec ses SoC Snapdragon, Qualcomm est accrédité (source : Analyse stratégique, octobre 2016) de 39% du marché tandis que MediaTek suit à la deuxième place avec 23%.
Différence entre ARM et x86
Quels sont les principaux différences entre les processeurs ARM et x86?
Commençons par dire que les différences ont leurs racines dans le philosophie de conception: je Les processeurs ARM sont RISC (Ordinateur à jeu d’instructions réduit) tandis que les processeurs x86 sont CISC (Ordinateur à jeu d’instructions complexe).
Les SoC de type ARM RISC reposent sur un ensemble limité d’instructions qui permettent la création d’une architecture simple et linéaire.
Les architectures RISC sont définies charger-stocker car ils n’autorisent l’accès à la mémoire que par des instructions spécifiques. Elles lisent et écrivent les données dans les registres du microprocesseur, tandis que toutes les autres instructions manipulent les données contenues dans le microprocesseur.
Dans les processeurs CISC, qui ont un jeu étendu d’instructions avec des méthodes d’adressage complexes, toutes les instructions peuvent accéder aux registres ou à la mémoire indifféremment.
Avec le paradigme RISC, on utilise des jeux d’instructions optimisés qui permettent d’effectuer des opérations avec une consommation d’énergie réduite par rapport à l’approche CISC mais, évidemment, avec moins de dynamisme. Les instructions, en effet, réduisent les opérations à effectuer en activités aussi simples que possible afin que la plupart d’entre elles soient exécutées en un temps égal.
Ils ont alors la même longueur en bits et utilisent des méthodes d’adressage non complexes, augmentant la vitesse d’exécution.
Les puces x86 reposaient initialement sur une conception CISC pure mais, au fil des ans, le paradigme RISC a été partiellement adopté car les ARM ont commencé à incorporer des fonctionnalités qui étaient à l’origine la « prérogative » des CISC. Donc, les différences les plus importantes aujourd’hui résident dans la microarchitecture des processeurs.
Aucun processeur Intel x86 pour les systèmes de bureau ne pourrait évidemment être utilisé dans le domaine mobile. La consommation d’énergie et le développement de la chaleur sont tels qu’ils empêchent leur adoption sur les appareils mobiles.
Il suffit de penser que l’Intel Core i7 ultra-basse puissance sont marqués d’un TDP (Puissance de conception thermique) en moyenne de 45W alors qu’un SoC ARM – y compris le GPU – ne dépasse pas les 3W.
Intel a essayé de miniaturiser les transistors et de concevoir des processeurs efficaces pour le segment mobile en recourant à des processus de construction beaucoup plus « poussés ».. L’entreprise de Santa Clara n’a cependant même pas réussi à rayer à distance la domination d’ARM dans le secteur mobile en jetant l’éponge, au moins partiellement.
le marque Intel Atom est « bien vivant » mais – comme Intel l’a expliqué en avril 2016 – il ne sera plus utilisé sur le marché mobile. Autrement dit, Intel ne fabriquera plus de processeurs pour smartphones et tablettes À l’exception de Cherry Trail Atom x5 et x7.
Intel continuera également à construire des processeurs basés sur Apollo Lake et destinés aux produits « 2 en 1 » en plus, évidemment, de Noyau M.
Alors que, par conséquent, sur les ordinateurs de bureau et les ordinateurs portables, Les processeurs x86 restent le leader incontesté sur les ordinateurs de bureau et les ordinateurs portables pour leur polyvalence et leur puissance (les instructions dynamiques disponibles ne sont même pas comparables à celles offertes par l’architecture ARM), ARM a encore creusé le « fossé » avec Intel en présentant gros petit, architecture hétérogène qui permet de combiner des noyaux moins performants et plus économiques en termes de consommation d’énergie avec des noyaux plus performants et, bien sûr, plus affamé de tambours.
Lorsque l’utilisateur demande des opérations « ordinaires », le SoC ARM utilisera les cœurs « moins puissants » tandis qu’en cas de besoin de démarrant des traitements lourds en peu de temps, l’architecture va basculer vers l’utilisation de cœurs hautes performances.
64 bits
L’adjectif 64 bits indique la taille des registres internes du processeur utilisé pour une architecture spécifique.
Quelles sont les différences les plus significatives entre l’architecture 64 bits sur la plate-forme x86 et celle sur la plate-forme ARM ?
Comme mentionné au début de l’article, il est appelé x86-64 la version 64 bits du jeu d’instructions x86. L’extension x86-64 n’a pas été conçue par Intel mais par AMD (qui l’appelait à l’origine AMD64) et est souvent appelée aujourd’hui x64.
L’espace mémoire adressable, de 4 Go de processeurs 32 bits passe à 16 exaoctets (264 octets) et le processeur est capable de gérer nativement des entiers 64 bits (on en a parlé dans l’article 32 bits contre 64 bits : les différences entre les deux architectures).
La spécification x86-64 a été introduite par AMD en 2000 ; Intel était déterminé à passer au 64 bits, mais savait que transformer ses processeurs x86 en 32 bits serait inefficace.
Ainsi, Intel a initié le projet IA64 pour produire des processeurs Itanium 64 bits.
AMD, pour sa part, a constaté qu’il n’était pas en mesure de produire des processeurs compatibles IA64 comme celui-ci a décidé d’étendre la spécification x86 pour inclure l’adressage et les registres 64 bits.
L’architecture conçue par AMD – AMD64 ou x86-64 – est devenue la norme de facto pour la production de processeurs x86 64 bits.
Et si le projet IA64 n’a jamais abouti, Intel a alors décidé d’adopter le x86-64 en utilisant le jeu d’instructions conçu par AMD, avec toutefois quelques différences mineures.
Dans le cas d’ARM, l’histoire est différente. Le « besoin » de passer à une architecture 64 bits s’est fait sentir beaucoup plus récemment : ce n’est qu’en 2011, en effet, qu’ARM a annoncé ARMv8 64 bits. C’est le résultat d’années de travail qui ont abouti à la sortie d’une implémentation « pure » 64 bits qui ne méconnaît cependant pas les principes et le jeu d’instructions existants.
L’architecture ARM-v8, en fait, utilise deux états d’exécution: AArch32 est AArch64.
Comme son nom l’indique, le premier est utilisé pour exécuter du code 32 bits tandis que l’autre est utilisé pour du code 64 bits. Le choix de conception « ingénieux » est que le processeur peut ainsi basculer de manière transparente entre les modes pendant le fonctionnement normal.
le décodeur qui traite du traitement des instructions 64 bits utilise une toute nouvelle conception qui n’implique pas la nécessité de maintenir la compatibilité avec 32 bits. Dans l’ensemble, cependant, le processeur ARM reste entièrement compatible avec « l’ère 32 bits ».
Dans l’article Android 32 ou 64 bits, voici ce qui change nous avons décrit les principales raisons qui l’ont poussé ARM vers « migration » vers 64 bits.
Compatibilité des applications
Bien qu’Android (la grande majorité des appareils mobiles basés sur le système d’exploitation de Google utilisent des SoC ARM) exploite principalement Java comme langage de programmation, les développeurs peuvent toujours réutiliser le code existant (par exemple C/C++) pour créer leurs applications. Ces applications « natives » sont généralement compilées pour les processeurs ARM et non Intel.
Lorsque vous essayez un en téléchargeant manuellement un fichier APK, en effet, vous rencontrerez souvent les versions ARM et Intel de la même application Android (à voir Téléchargez des applications Android sans passer par le Play Store).
Les versions pour les appareils à processeur Intel, bien sûr, ne fonctionneront pas sur les appareils basés sur les SoC ARM et vice versa.
Au profit des développeurs, Microsoft investit massivement dans des solutions pour amener ses applications sur le plus de plateformes possible, dont Android et iOS, en réutilisant le code au maximum déjà fait: Azure et des applications qui fonctionnent sur tous les appareils mobiles.
Aussi, avec la sortie de Windows 10 Redstone 3, prévu pour l’automne 2017, Microsoft devrait publier un émulateur x86 pour la plate-forme ARM64 vous permettant ainsi d’exécuter des applications Win32 sur des appareils mobiles non x86 : En 2017, l’émulateur x86 pour les appareils ARM64.
Concernant Apple, qui utilise déjà des SoC ARM sur iPhone et iPad, beaucoup ont prédit une arrivée imminente des processeurs ARM également sur des appareils tels que le MacBook Air qui jusqu’à présent ont toujours utilisé des processeurs Intel Core : Processeurs Apple, comment ils résistent à la concurrence.
Enfin, ARM pourrait bientôt s’avérer être un excellent choix également dans le domaine des serveurs et des supercalculateurs. En fait, il y a quelques mois à peine, la nouvelle de la collaboration a commencé avec Fujitsu: L’architecture ARM est également prête pour les supercalculateurs.
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