烧音箱
嵌入式系统
消费者计算趋势一方面推动了功耗敏感型移动x86处理器（例如Intel Atom和Celeron）的出现，另一方面又推动了利用Cortex-A系列等内核的基于性能的基于Arm的处理器的出现。对于嵌入式系统开发人员而言，这意味着在开始一个新项目时，现在有更多选择来选择最佳平台（图1）。
但是，选择越多，选择过程就越复杂。此外，尽管传统的软件方法已将Arm项目引向Linux，而将X86项目引向Windows，但是针对ARM处理器的嵌入式Windows®操作系统和针对x86的轻量级Linux发行版也意味着，与以往相比，这种划分没有那么明显。
从开发人员的角度来看，有充分的理由继续使用经过验证的成功公式。同样，评估未尝试的选项也可以创建令人惊讶的新产品，这些新产品具有出乎意料的功能。
RISC与CISC
Arm处理器的起源可以追溯到1980年代中期，它基于Advanced RISC Machines（ARM）开发的精简指令集计算机（RISC）架构。
RISC处理器致力于将指令的多样性保持在最低限度，同时还要使这些指令尽可能简单。每个时钟周期执行一条指令，这确保了可预测的处理并简化了流水线之类的加速技术。简单的指令只需要很少的硅晶体管，从而使芯片设计者可以自由地优化诸如成本和功耗之类的参数。另一方面，由于要选择的指令较少，每个时钟周期只有一条指令，因此需要大量指令才能完成给定任务。对于CISC处理器可以更轻松，快速地处理的复杂工作负载，这可能导致对RAM的严重依赖以及执行时间的降低。
x86家族始于1978年，最初是16位8086微处理器。它们被称为CISC（复杂指令集计算）处理器。与RISC不同，CISC指令可以执行复杂的任务，需要执行多个周期。这些可以包括浮点数学计算和图形处理指令。就每个程序的指令数量而言，CISC可以非常高效，与RISC相比，对代码存储和RAM的需求更低。另一方面，CISC处理器必须包含更多的晶体管来处理指令的复杂性。
x86已成为用于描述与Intel 8086及其后续产品兼容的CPU指令集的通用术语，包括台式机和笔记本电脑中常用的Atom，Celeron，Pentium和Core iX处理器。
性能和功耗
由于按照RISC设计原则在管芯上制造晶体管的强度较低，并且速度相对较低，因此ARM磁芯可以实现高效率，因此在低功耗设计中表现出色。基于ARM的处理器的典型最大功耗小于5W，并且具有许多封装，包括GPU，外围设备和内存。
英特尔内核由于复杂性的增加，往往比ARM内核消耗更多的功率。针对物联网和嵌入式用例的英特尔处理器的功耗通常从最小6W到大约30W。
对于要求不高的应用程序或需要较少命令的应用程序， Arm可以独立使用。但是，更复杂的应用程序（例如涉及高分辨率，高端图形或流数据的应用程序）可能更适合x86处理器。随着x86处理器有更多处理可用功率，任务可以更快地完成，并且当接收到更高优先级的中断不暂停，这最终提高了系统的可靠性并降低了软件崩溃。
ARM或x86是否最适合产品寿命？
按照PC市场的模式，x86处理器在过去的5/7年生命周期中已被替换。对于工业和医疗领域的许多嵌入式产品而言，这并不是理想的选择。英特尔最近宣布其打算支持工业CPU达15年。
现在，这使x86架构与基于Arm的处理器处于同一类，后者通常具有超过10年的保证生产寿命。
什么时间开发？技术支持如何？
为嵌入式项目选择最佳平台时，还应考虑对适当的开发工具和工程技能的任何现有投资。从理论上讲，开发在x86处理器上运行的软件应该是相对容易的杠杆工具，并支持PC软件开发。提供了专门为嵌入式开发而创建的IDE和编译器。使用基于Arm的硬件的开发人员将更有可能需要优化其软件，使其仅包含基本要素并相应地集成/优化驱动程序。制造商提供的可用开发工具，驱动程序和技术支持的质量，可能会极大地影响完成此操作的时间和成本。
你看我独角兽吗
这个问题可以扩展为：为什么arm架构的芯片都那么省电！
引言
最初的ARM架构被设计成即使是一个相对简单的指令译码器，也能以架构允许的最大速度运行。
后来的ARM版本有稍微复杂一点的指令解码逻辑，但是每条指令都是一个或两个单词长。
在x86架构上，指令可以是1字节长，也可以是14字节长。
在设计最初的x86架构时，指令是按顺序执行的，而且每个指令都需要多个周期才能执行。
如果执行一条指令需要三个周期，那么找到下一条指令的起始点也需要三个周期。
另一方面，现在人们很难忍受x86代码运行得那么慢了。
设计能够快速运行x86指令的硬件是有可能的
20年前，你可能会认为复杂的指令解码会限制x86的速度，但事实并非如此。
x86架构要求英特尔和其他芯片制造商，包括一些相当复杂的转换和缓存逻辑，以便一段代码第一次运行时，就转换成易于解码的形式。
如果代码再次运行，则可以跳过转换。可纵然是非常快的芯片，这些逻辑也消耗能量。
相对而言，许多低功耗ARM芯片的前端逻辑要少得多。
x86有这么缓存转换性能，arm比不上；可是，没有了额外技能加身的x86，比arm要逊色的多。
说说功耗
在低功耗的应用中，ARM处理器一直是首选，现在仍然是首选。
比较功耗并不是一件简单的事情。操作系统、RAM大小和类型、闪存和使用的接口等方面需要与处理器的影响分开。
然而，一般的规则是，ARM在关闭处理器和等待唤醒的模式和可能性方面非常强大。这种空闲模式是指操作系统正在运行，但只等待输入(例如来自鼠标、键盘或应用程序的输入)。
X86处理器的预期功耗大约为1瓦特。在i.MX6处理器的功耗将是这个数字的一半。
此外，ARM高端部分得益于少数状态/模式，这些 状态/模式 （states/modes）的功耗低至100mW，而不牺牲合理快速唤醒的可能性。
低功耗有许多优点。
手持式和电池供电的产品，将受益于增加电池寿命。做产品设计则可以使用更小的电池。由于需要更小的冷却装置，材料清单、BOM成本和产品尺寸可能会进一步减少。
写在最后
天下武功，唯快不破！小而快而全的arm架构普及也得益于其自身设计上的权衡。
Happy coding :)
程序员小助手
1、设计理念不同
最好的性能和最低的功耗就犹如鱼和熊掌不能兼得，X86从诞生之初就是为了高性能而诞生的。所以，X86在设计之初就是为了高性能目标，自然省电就放在比较低的位置了。而ARM则是以低功耗为出发点的，自然省电是最重要的。下面看看在CPU设计阶段和功耗相关的有几个要素：
①、运行频率（时钟信号）
时钟信号每变化一次，芯片里面的门电路自然必须加电压做一次0/1切换，同时，需要执行的指令或者I/0操作都可以在这个时钟周期里调入CPU执行。而这一切就需要消耗电能。所以，时钟信号变化越快，不管你有没有指令调入CPU执行，CPU都在高速运转待命。就好比跑车发动机保持高转速待命。这里说的时钟信号变化就是CPU运行频率。所以，
设计的运行频率越高，自然功耗越大。
X86处理器设计之初就是为了高性能，省电只是兼顾。所以，它的最高运行频率都很高。而且每个内核都一样。当然，为了兼顾省电，也设计有动态频率功能。intel的睿频就是这样的功能，它在电脑普通使用时会降低频率省电，在繁忙时时，升高频率使用。但它设计的起点频率就不低，毕竟电脑的不繁忙（普通使用）和手机的不繁忙（待机）是两个概念。
ARM处理器设计之初就是为了更省电，毕竟嵌入式等设备并不会要求非常高的性能。所以，ARM处理器特意设计了大核、小核共同使用。当设备运行不繁忙时，小核工作，大核心休息。当设备运行繁忙时，大核心和小核心可以一起工作。这样设计可以大大降低功耗。所以就算ARM的大核的运行频率很高，使用到机会却不多。
②、模块待机省电
我们都知道X86处理器在处理乱序执行能力方面远高于ARM处理器。因为，用户使用电脑的操作是非常随机，根本无法预测的。所以，X86芯片在设计时，为了满足这种特性，加强了乱序指令的执行，这就导致了一个耗电问题。这样必须保持处理器的所有子模块都在开启状态，不能随便进入关闭状态来省电。只有当用户按下休眠或者待机键时，才可以让CPU部分子模块进入关闭状态。
ARM处理器就不同了，嵌入式设备通常功能比较单一。就算是现在功能强大的手机，也只有那么小的屏幕，同一时间段都还是比较简单。所以，ARM没必要为了加强乱序指令处理能力。因为用到它的时候不多。如果玩复杂游戏时需要用到，ARM也考虑到了，就将乱序处理执行的事交给大核处理就行了。这样，就可以做到平时使用很省电了。
★在芯片设计时，除了这些考虑，还有浮点运算、单指令多数据等等一系列复杂运算。X86都把它设计到处理器里面了，使得X86处理器的结构变得比较复杂，自然更耗电很多。而ARM则没有，很多复杂的指令都转换成简单指令来处理，因为这些指令在嵌入式设备里用到时间不多。所以，ARM处理器结构比较简单。
2、制程工艺也有差别
众所周知，制程工艺的纳米数越低，性能越高，功耗越低。目前中高端手机上的ARM处理器都已经到7nm，5nm制程工艺了。而英特尔的X86处理器依然还在14nm、10nm徘徊，功耗自然也比较高。而AMD最新的X86 CPU，已经采用台积电7nm制程，功耗明显就下来很多。当然，前面讲的X86 芯片设计目标是高性能，也使得同样制程，X86芯片依然会更耗电一些。
3、ARM的高性能CPU，功耗一样很高
ARM处理器一旦设计方向往高性能发展，功耗同样很高，甚至超过英特尔。下面我们看看近期ARM的高性能服务器CPU。
- 2017年高通也发布过一款10nm服务器Centriq 2400芯片。采用10nm工艺，48个核心。性能也很强劲，但功耗TDP也飙升到120W。
- 2019年华为的鲲鹏920也是ARM架构的服务器CPU。里面集成64个核心。广泛用于华为泰山服务器。功耗TDP也高达200W
- 2020年3月，安晟培 半导体公司发布了Ampere Altra处理器。它是一个搭载了80个内核的服务器CPU，性能要在数据中心芯片领域向英特尔和AMD发起挑战。但是功耗TDP也直接飙升到210W。
总结
总之，ARM和X86、X64从设计开始就朝着不同的方向设计的。ARM是朝着低功耗去设计的，X86、X64都是朝着高性能去设计的。所以，ARM的能耗自然就比X86、X64更少，但是，如果ARM也走高性能路线，功耗一样会非常高。看看高通、华为、安晟培 的服务器CPU就知道了。
