Hay cuatro características de diseño que brindan a los procesadores ARM la mayor parte de su rendimiento por vatio sobre los procesadores x86: son más lentos, más pequeños, pasan más tiempo durmiendo y no tienen un montón de legacy cruft para soportar (alrededor de 1970). La conclusión es que hay menos hardware para generar calor, pero los binarios son más grandes.
- Son más lentos: dado que la operación de baja potencia suele ser más importante que el rendimiento bruto, se pueden usar transistores de baja velocidad, que ofrecen una fuga de corriente mejorada y un voltaje mínimo más bajo. El resultado es una parte significativamente de menor potencia, a pesar de usar tecnología de fabricación que va a la zaga del x86 moderno en una generación o dos.
- Son más pequeños: se usan menos transistores, en parte porque ARM es una arquitectura de Computación de conjunto de instrucciones reducidas (RISC). Esto significa que las operaciones grandes se procesan en fragmentos pequeños y simples, a expensas de más código de máquina (esto no dificulta la vida de los programadores, a menos que no usen un compilador). Esto significa que ARM tiene menos piezas de un solo uso que absorben energía mientras no se usan, y son más pequeñas / menos costosas.
- Pueden ir a dormir: algunos procesadores ARM modernos tienen un diseño central sin reloj; el procesador ahorra energía al detener el núcleo hasta que recibe instrucciones para hacer algo (interrupción, desde el exterior). X86, actualmente, solo es compatible con la reducción de la frecuencia del núcleo para operar a un voltaje más bajo, y apaga las partes periféricas del procesador.
- Legado mínimo: el conjunto de instrucciones es simple, versátil, mínimamente esotérico y probablemente seguirá siendo así; La extensión del conjunto de instrucciones se realiza a través de coprocesadores que interactúan con la misma memoria.
Para ser justos, los diseñadores de x86 se han dado cuenta de enormes ganancias de eficiencia en los últimos 10 años al impulsar el desarrollo de nuevas técnicas para fabricar transistores de baja potencia y al adoptar un diseño de núcleo tipo RISC. Los procesadores x86 modernos son esencialmente un núcleo RISC en un contenedor de CISC (Complex Instruction Set Computing). El consumo de energía para las generaciones futuras de procesadores x86 y ARM comenzará a diferir cada vez menos; El soporte heredado x86 requiere muy poco espacio en este momento; A medida que se empuja ARM para competir directamente con x86, los niveles de voltaje / potencia pueden migrar para aumentar el rendimiento del transistor.
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