ARM en x86 zijn twee primaire architecturen voor computerprocessors, elk met zijn eigen sterke en zwakke punten. In dit artikel doen we een vergelijkende analyse tussen ARM en x86. Kortom, ARM hanteert een RISC-filosofie (Reduced Instruction Set Computing), terwijl x86 is gebaseerd op een CISC-benadering (Complex Instruction Set Computing). Deze uiteenlopende strategieën beïnvloeden de efficiëntie en prestaties van processors en hun toepassing in verschillende computeromgevingen.

ARM (Advanced RISC Machines zoals Apple M en Qualcomm Snapdragon)

ARM werd officieel opgericht als bedrijf in november 1990 als Advanced RISC Machines Ltd, een joint venture tussen Acorn Computers, Apple Computer (nu Apple Inc.) en VLSI Technology (nu NXP Semiconductors N.V.).

Voordelen

Energie-efficiëntie: ontworpen voor een laag stroomverbruik, waardoor ze ideaal zijn voor mobiele apparaten.

Schaalbaarheid: Kan worden geschaald naar een breed scala aan prestatieniveaus, van microcontrollers met een laag vermogen tot servers met hoge prestaties.

Kosteneffectief: Lagere productiekosten dankzij eenvoudiger ontwerp.

Nadelen

Software-ecosysteem: Hoewel het snel groeit, is het software-ecosysteem nog steeds minder volwassen dan x86.

Prestatieplafond: Historisch gezien was ARM minder krachtig dan x86 voor veeleisende taken, hoewel recente ontwikkelingen de kloof hebben verkleind.

x86 (geavanceerde SISC-machines zoals Intel en AMD)

De x86-architectuur werd in 1978 door Intel uitgebracht. Het werd eerst uitgebracht als een 16-bits architectuur. Het werd "x86" genoemd omdat de laatste twee cijfers in de namen van vroege processors die het gebruikten, eindigden op "86". In 1985 werd het uitgebreid tot een 32-bits architectuur. x86 wordt nu algemeen geassocieerd met de 32-bits vorm, maar alle moderne CPU's ondersteunen ook 64-bits systemen (met een enorme snelheidswinst).

Voordelen

Prestaties: Biedt traditioneel hogere prestaties voor veeleisende taken zoals gamen en het maken van content.

Software-ecosysteem: Een uitgebreid en volwassen software-ecosysteem met een breed scala aan applicaties en games.

Nadelen

Stroomverbruik: Hoger stroomverbruik vergeleken met ARM, vooral voor mobiele apparaten.

Complexiteit: Complexere architectuur, wat leidt tot hogere productiekosten.

Verschil tussen RISC- en SISC-architectuur

RISC (Reduced Instruction Set Computer) en CISC (Complex Instruction Set Computer) zijn twee primaire architectuurbenaderingen die worden gebruikt in computerprocessors. Ze verschillen aanzienlijk in hun ontwerpfilosofieën en prestatiekenmerken.

RISC-architectuur

Nadruk op software: RISC is sterk afhankelijk van software-optimalisatie om hoge prestaties te bereiken.

Eenvoudige instructieset: Een beperkt aantal eenvoudige instructies met een vaste lengte.

Uitvoering in één cyclus: De meeste instructies kunnen in één klokcyclus worden uitgevoerd.

Groot aantal registers: Meer registers verminderen de geheugentoegang en verbeteren de prestaties.

Load-store-architectuur: geheugentoegang is beperkt tot het laden en opslaan van instructies.

Pipelining: efficiënte uitvoering van instructies via overlappende fasen.

CISC-architectuur

Nadruk op hardware: CISC is afhankelijk van complexe hardware om complexe instructies uit te voeren.

Complexe instructieset: een groot aantal complexe instructies met variabele lengte.

Uitvoering in meerdere cycli: veel instructies vereisen meerdere klokcycli om te voltooien.

Kleiner aantal registers: minder registers vergeleken met RISC.

Geheugen-naar-geheugenarchitectuur: instructies kunnen rechtstreeks toegang krijgen tot geheugen.

Microcode: complexe instructies worden opgesplitst in eenvoudigere microcode-instructies.

Een volledige analyse van de verschillen tussen RISC- en SISC-architectuur.

Merken en hun huidige processors

Apple M1 tot M5-processors

De M-serie chips van Apple zijn gebaseerd op de ARM-architectuur en hebben de prestaties en efficiëntie van Mac-computers gerevolutioneerd. Elke generatie brengt aanzienlijke verbeteringen in CPU- en GPU-prestaties, evenals vooruitgang in AI- en machine learning-mogelijkheden. De M5-serie biedt met name baanbrekende prestaties en efficiëntie, en overtreft daarmee veel traditionele x86-gebaseerde laptops.

Qualcomm Snapdragon-processors

Snapdragon-processors, ook gebaseerd op ARM-architectuur, zijn de kracht achter veel Android-smartphones en -tablets. Ze bieden sterke prestaties en energie-efficiëntie, vooral in mobiele apparaten. Ze kunnen echter nog steeds achterblijven bij high-end x86-processors in termen van pure prestaties voor veeleisende taken.

Intel-processors

Intel is al jarenlang een leider op de x86-processormarkt en hun processors zijn te vinden in een breed scala aan apparaten, waaronder laptops, desktops en servers. Intels huidige reeks processors omvat het volgende:

Core i3: budgetvriendelijke processors voor dagelijkse computertaken.
Core i5: midrange processors voor mainstream computing, inclusief gaming en contentcreatie.
Core i7: high-performance processors voor veeleisende applicaties, zoals gaming, videobewerking en 3D-rendering.
Core i9: top-of-the-line processors voor extreme prestaties en multitasking.
Core Ultra 100 en 200 series: sinds 2024. Deze processors hebben verbeterde CPU- en GPU-prestaties voor veeleisende taken, AI-acceleratie: speciale AI-hardware voor snellere AI-aangedreven applicaties en energiezuinig, geoptimaliseerd stroomverbruik voor een langere batterijduur.
Xeon: high-performance processors voor servers en werkstations.

Xscale processors, de op ARM gebaseerde CPU's van Intel, lees hieroveer op Quora.com

AMD-processors

AMD heeft de afgelopen jaren marktaandeel gewonnen dankzij hun concurrerende prijzen en sterke prestaties. Hun processors zijn ook te vinden in een breed scala aan apparaten en hun huidige assortiment omvat het volgende:

Ryzen 3: budgetvriendelijke processors voor dagelijkse computertaken. Ryzen 5: Mid-range processors voor mainstream computing, inclusief gaming en contentcreatie.
Ryzen 7: High-performance processors voor veeleisende applicaties, zoals gaming, videobewerking en 3D-rendering.
Ryzen 9: Top-of-the-line processors voor extreme prestaties en multitasking.
Threadripper: High-performance processors voor werkstations en servers.

Een CPU is geen GPU!

GPU (Graphics Processing Unit)

Een GPU is gespecialiseerd in parallelle verwerking, waardoor deze ideaal is voor taken met grote hoeveelheden data, zoals grafische rendering, videobewerking, gaming, kunstmatige intelligentie, cryptomining en machine learning.

CPU (Central Processing Unit)

Algemene processor die een breed scala aan taken afhandelt, inclusief systeembewerkingen, uitvoering van applicaties en gegevensverwerking.

Meer over GPU's zijn beter dan CPU's voor AI en het minen van cryptomunten zoals Bitcoins en Ethereum.

Zal de toekomst x86 of ARM gebaseerd worden

De toekomst van computing zal waarschijnlijk een mix zijn van zowel ARM- als x86-architecturen, in plaats van een complete dominantie van één. Dit is waarom:

ARM's opkomst:
Mobiele dominantie: ARM regeert al oppermachtig in mobiele apparaten, waaronder smartphones en tablets.
Uitbreiding van bereik: ARM betreedt steeds vaker de laptop- en servermarkt, gedreven door zijn energie-efficiëntie en prestatiewinst.
Belangrijkste spelers: Bedrijven als Apple (met zijn M-serie chips), Qualcomm en Nvidia verleggen de grenzen van ARM.
x86's kracht:

Legacy en software-ecosysteem: x86 heeft een enorme softwarebibliotheek en een lange geschiedenis van gaming en high-performance computing.

Innovatie: Intel en AMD verbeteren voortdurend de x86-architectuur met vooruitgang in energie-efficiëntie en prestaties.
Gaming dominantie: x86 blijft het dominante platform voor high-end gaming-pc's.
De waarschijnlijke toekomst:

Beide architecturen zullen waarschijnlijk naast elkaar bestaan, waarbij ze elk hun eigen niche vinden.
RM zal waarschijnlijk marktaandeel winnen op gebieden waar energie-efficiëntie cruciaal is, zoals laptops, servers en edge computing.
x86 zal waarschijnlijk zijn dominantie behouden op gebieden die maximale prestaties vereisen, zoals high-end gaming en datacenters.

In essentie draait de toekomst misschien niet om één architectuur die "wint", maar om beide die evolueren en hun ideale toepassingen vinden.

Conclusie

Zowel ARM- als x86-architecturen hebben hun sterke en zwakke punten. De beste keuze hangt af van de specifieke behoeften van het apparaat. Voor mobiele apparaten is de energie-efficiëntie van ARM cruciaal, terwijl x86 voor desktop- en servertoepassingen met hoge prestaties nog steeds een voorsprong heeft. Met de snelle vooruitgang in ARM-technologie vervagen de grenzen tussen de twee echter en wordt ARM steeds meer een haalbare optie voor een breder scala aan apparaten.