問題：
最近在用三星的一款i5處理器的Windows平板，和iPad，以及其他使用ARM處理器的手機(jī)相比，發(fā)熱量大很多，甚至需要借助風(fēng)扇來散熱，耗電量也大了不少。
那么就很奇怪，在主頻相差不大，并且實(shí)際執(zhí)行效果差不多的情況下，x86架構(gòu)的處理器的發(fā)熱量和功耗為什么會(huì)那么大？這種差異到底是硬件以及處理器的指令集本身的問題，還是軟件層面的問題？

回答1：
說x86和ARM處理器“實(shí)際執(zhí)行效果差不多”其實(shí)有所不妥。樓主也說了比較的幾個(gè)設(shè)備主要是windows平板，ipad和智能手機(jī)。這些平臺(tái)上的程序都是移動(dòng)環(huán)境下的應(yīng)用，大多邏輯簡單功能單一，沒什么“計(jì)算”可言。ARM處理器本身定位于嵌入式平臺(tái)，應(yīng)付輕量級(jí)、目的單一明確的程序，現(xiàn)在應(yīng)用在移動(dòng)設(shè)備上正是得心應(yīng)手。x86定位于桌面和服務(wù)器，這些平臺(tái)上很多應(yīng)用是計(jì)算密集型的，比如多媒體編輯、科研計(jì)算、模擬等等。因此將x86和ARM在移動(dòng)環(huán)境下做對(duì)比得出“差不多”是不好的。

由于定位的不同，ARM處理器基于精簡指令集(RISC)架構(gòu)。指令集數(shù)量少就可以簡化硬件邏輯的設(shè)計(jì)，減少晶體管數(shù)量，也就意味著低功耗。而且由于移動(dòng)平臺(tái)應(yīng)用通常簡單，程序的控制流不復(fù)雜，執(zhí)行效率沒有必要很高，所以流水線、分支預(yù)測等硬件邏輯都比較簡單。這些都降低了晶體管總量。同時(shí)因?yàn)橐苿?dòng)設(shè)備有電池的能源限制，ARM的電源管理是作為重要部分特別設(shè)計(jì)了的。比如移動(dòng)設(shè)備的處理器在待機(jī)時(shí)通常只以極低的主頻在運(yùn)行，甚至可以暫時(shí)關(guān)閉閑置的核心、協(xié)處理器來降低功耗。

x86就截然不同。x86是復(fù)雜指令集(CISC)架構(gòu)，存在很多機(jī)器指令，只為了高效地完成一項(xiàng)專門任務(wù)（比如MMX, SSE中的指令）。這就使得硬件的邏輯很復(fù)雜，晶體管數(shù)量龐大。為了高效地進(jìn)行運(yùn)算，x86架構(gòu)有較長的流水線以達(dá)到指令級(jí)并行(ILP)。長流水線帶來的一個(gè)弊端，就是當(dāng)遇到分支時(shí)，如果預(yù)載入分支指令不是未來真實(shí)的分支，那么要清空整個(gè)流水，代價(jià)較高。所以x86為此還必須有復(fù)雜的分支預(yù)測機(jī)構(gòu)，確保流水線的效率。再加上多級(jí)cache，支持超線程、虛擬化等等，x86的復(fù)雜度其實(shí)相當(dāng)高。

回答2：
因?yàn)锳RM是為了低功耗設(shè)計(jì)的，而X86是為了高性能。你想把ARM做到X86一樣的性能，勢(shì)必增加核心復(fù)雜度，增加指令集，到時(shí)候你猜ARM對(duì)X86還能有多少功耗優(yōu)勢(shì)？X86精簡核心規(guī)模拋棄部分指令集，一樣也做到了功耗5W以下的ATOM，你又要問為什么那些X86手機(jī)功耗高發(fā)熱大，因?yàn)闆]有專為X86平臺(tái)開發(fā)的手機(jī)APP，你跑在X86手機(jī)上的APP全都是二次轉(zhuǎn)換運(yùn)行的，芯片一直高負(fù)載。你ARM手機(jī)一直高負(fù)載功耗不高發(fā)熱不大？



ARM和x86幾大簡單比較
　　
　　處理器通常是指一臺(tái)計(jì)算機(jī)的運(yùn)算核心和控制核心。但是隨著移動(dòng)設(shè)備的興起，處理器在智能手機(jī)和平板電腦等移動(dòng)終端設(shè)備中的也逐漸興起，讓處理器市場的變化開始了。

　　英特爾是PC和企業(yè)級(jí)處理器市場上毋庸置疑的霸主，ARM則是在移動(dòng)終端市場發(fā)展起來的新興霸主。英特爾專注高性能，為個(gè)人用戶、企業(yè)用戶提供出色的性能支持;而ARM則專注低功耗，為手機(jī)和平板用戶帶來超長待機(jī)。這兩個(gè)看似沒有交集的企業(yè)為何會(huì)發(fā)展成如今對(duì)立局面呢?
疑的霸主，ARM則是在移動(dòng)終端市場發(fā)展起來的新興霸主。英特爾專注高性能，為個(gè)人用戶、企業(yè)用戶提供出色的性能支持;而ARM則專注低功耗，為手機(jī)和平板用戶帶來超長待機(jī)。這兩個(gè)看似沒有交集的企業(yè)為何會(huì)發(fā)展成如今對(duì)立局面呢?

　　技術(shù)發(fā)展是兩家公司直接競爭的主要原因，在Web2.0時(shí)代，F(xiàn)acebook、谷歌這些公司的崛起使得數(shù)據(jù)中心三大核心技術(shù)發(fā)生了改變，三大核心技術(shù)指的是：計(jì)算、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)。

　　ARM是如何滿足數(shù)據(jù)中心需求的?

　　低功耗是ARM處理器的一個(gè)優(yōu)勢(shì)，但是在面向企業(yè)級(jí)領(lǐng)域的時(shí)侯，其發(fā)現(xiàn)并沒有64位架構(gòu)處理器，于是在2012年10月31日ARM推出新款A(yù)RMv8架構(gòu)ARMCortex-A50處理器系列產(chǎn)品，來滿足企業(yè)級(jí)級(jí)市場應(yīng)用的需求。

　　而為了彌補(bǔ)自己在企業(yè)級(jí)市場的經(jīng)驗(yàn)劣勢(shì)，ARM還拉攏了原本跟英特爾同一陣營的AMD.AMD在服務(wù)器領(lǐng)域積累的相當(dāng)多的成功經(jīng)驗(yàn)，其擁有業(yè)界領(lǐng)先的64位微處理器技術(shù)以及廣泛的知識(shí)產(chǎn)權(quán)組合與OEM、ODM和ISV合作的經(jīng)驗(yàn)，將促進(jìn)ARM在數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域的擴(kuò)展，滿足數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域的特定需求。

　　一、性能：

　　X86結(jié)構(gòu)的電腦無論如何都比ARM結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)在性能方面要快得多、強(qiáng)得多。X86的CPU隨便就是1G以上、雙核、四核大行其道，通常使用45nm(甚至更高級(jí))制程的工藝進(jìn)行生產(chǎn);而ARM方面：CPU通常是幾百兆，最近才出現(xiàn)1G左右的CPU,制程通常使用不到65nm制程的工藝，可以說在性能和生產(chǎn)工藝方面ARM根本不是X86結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的對(duì)手。

　　但ARM的優(yōu)勢(shì)不在于性能強(qiáng)大而在于效率，ARM采用RISC流水線指令集，在完成綜合性工作方面根本就處于劣勢(shì)，而在一些任務(wù)相對(duì)固定的應(yīng)用場合其優(yōu)勢(shì)就能發(fā)揮得淋漓盡致。

　　二、擴(kuò)展能力

　　X86結(jié)構(gòu)的電腦采用“橋”的方式與擴(kuò)展設(shè)備(如：硬盤、內(nèi)存等)進(jìn)行連接，而且x86結(jié)構(gòu)的電腦出現(xiàn)了近30年，其配套擴(kuò)展的設(shè)備種類多、價(jià)格也比較便宜，所以x86結(jié)構(gòu)的電腦能很容易進(jìn)行性能擴(kuò)展，如增加內(nèi)存、硬盤等。

　　ARM結(jié)構(gòu)的電腦是通過專用的數(shù)據(jù)接口使CPU與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備進(jìn)行連接，所以ARM的存儲(chǔ)、內(nèi)存等性能擴(kuò)展難以進(jìn)行(一般在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)已經(jīng)定好其內(nèi)存及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的容量)，所以采用ARM結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)，一般不考慮擴(kuò)展。基本奉行“夠用就好”的原則。

　　三、操作系統(tǒng)的兼容性

　　X86系統(tǒng)由微軟及Intel構(gòu)建的Wintel聯(lián)盟一統(tǒng)天下，壟斷了個(gè)人電腦操作系統(tǒng)近30年，形成巨大的用戶群，也深深固化了眾多用戶的使用習(xí)慣，同時(shí)x86系統(tǒng)在硬件和軟件開發(fā)方面已經(jīng)形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，幾乎所有x86硬件平臺(tái)都可以直接使用微軟的視窗系統(tǒng)及現(xiàn)在流行的幾乎所有工具軟件，所以x86系統(tǒng)在兼容性方面具有無可比擬的優(yōu)勢(shì)。

　　ARM系統(tǒng)幾乎都采用Linux的操作系統(tǒng)，而且?guī)缀跛械挠布到y(tǒng)都要單獨(dú)構(gòu)建自己的系統(tǒng)，與其他系統(tǒng)不能兼容，這也導(dǎo)致其應(yīng)用軟件不能方便移植，這一點(diǎn)一直嚴(yán)重制約了ARM系統(tǒng)的發(fā)展和應(yīng)用。GOOGLE開發(fā)了開放式的Android系統(tǒng)后，統(tǒng)一了ARM結(jié)構(gòu)電腦的操作系統(tǒng)，使新推出基于ARM結(jié)構(gòu)的電腦系統(tǒng)有了統(tǒng)一的、開放式的、免費(fèi)的操作系統(tǒng)，為ARM的發(fā)展提供了強(qiáng)大的支持和動(dòng)力。