ARM vs. Intel: Který je lepší do levných tabletů? | Kapitola 2

Chcete výkon? Jděte po Intelu. Chcete nízkou spotřebu? Volte ARM. Ne, to už dávno neplatí a rozdíly, které byly ještě před pár lety velmi viditelné, jsou téměř smazány. Zatímco Intel výrazně zapracoval na výrobních procesech a snížil spotřebu, ARMu se povedlo zase výrazně navýšit výkon. Jaké jsou tedy mezi těmito světy největší rozdíly?

i Zdroj: PCTuning.cz

Zatímco Intel se stará o pohon většiny domácích osobních PC v posledních třiceti letech a procesory sám vyrábí, sláva ARMu přišla především v posledních letech a to díky nástupu zařízení, jako jsou chytré telefony, tablety a v poslední době už i nositelná elektronika (chytré hodinky, náramky a podobně). Britský ARM navíc sám procesory vůbec nevyrábí, ale „pouze“ licencuje své technologie. A proč je v mobilech a tabletech ARM tak oblíbený? Především díky energetické úspoře. Nejdříve si ale pro jistotu objasníme, o čem mluvíme a co pojmy ARM a x86 vlastně znamenají.

ARM a x86 se totiž často používá ve spojení s termínem architektura. Jenže nejde o architektury procesoru jako například Clover Trail+, Bay Trail nebo Sandy Bridge. U těchto kódových označení je totiž architekturou de facto myšlen konkrétní koncový produkt (či generace produktů) s konkrétním designem a uspořádáním jader.

ARM a x86 značí instrukční sady, které souvisejí s programováním. V podstatě provádí „pouze“ sčítání, odčítání, dělení, násobení a další složitější úkony, ovšem v počtu miliard operací během každé sekundy.  A právě neustálé provádění těchto instrukcí z těchto instrukčních sad je základem pro chod PC či jakéhokoli jiného chytrého zařízení.

Pokud byste se pokusili spustit program, který je navrhnut pro instrukční sadu x86 pomocí přístroje s instrukční sadou ARM, neuspějete. Procesor totiž nebude mít tušení o tom, co se mu vlastně snažíte říct. Instrukční sada je tak jednou z vůbec nejdůležitějších charakteristik všech chytrých zařízení. Určuje totiž to, jaký operační systém i aplikace bude procesor podporovat.

ARM vs. x86 – výpočetní výkon a účinnost

Obě instrukční sady byly vyvinuty se stejným záměrem – vytvořit výkonnou a zároveň úspornou instrukční sadu, kterou lze použít v domácích počítačích. Z počátku jasně dominovala architektura x86 a ARM se tak soustředil především na jednoúčelové vestavěné systémy (například bankomaty, autopiloty nebo kalkulačky). Mezi vestavěné systémy však řadíme i smartphony, tablety nebo nositelnou elektroniku a to i přesto, že slouží rozhodně k více než jednomu účelu. Ještě před několika málo lety vypadala situace následovně – procesorové jednotky pro počítače dominoval Intel s instrukční sadou x86 (ať už v 32bitové nebo 64bitové verzi) a drtivou většinu chytrých mobilních přístrojů obstarávaly procesory s instrukční sadou od ARMu (v roce 2010 měl ARM ve prodávaných smartphonech více než 95% podíl).

I díky tomu, že se ARM soustředil na vestavěné systémy, je jeho instrukční sada výrazně jednodušší a také úspornější. Instrukční sada Intelu nabízí výrazně vyšší výkon. Přístroje s procesory ARM se díky tomu povětšinou méně zahřívají. Také tráví více času ve spánku a jejich specialitou je i to, že někdy využívají i extra úsporné jádro navíc (například procesory Nvidia Tegra, jako je Tegra K1, o které si můžete více přečíst v tomto článku), které běží v případě nenáročných aplikací, jako je synchronizace dat na pozadí.

Způsob licencování

Ačkoli nemá způsob licencování přímý vliv na výkon, spotřebu a podobné parametry, je důležitým rozdílem mezi oběma instrukčními sadami. Výrazně se totiž podepisuje na tom, jak jsou technologie vyvíjeny a uplatňovány v nových produktech.

Původní instrukční sada x86 je dílem Intelu. A americká společnost si své technologie pečlivě střeží. Výrobců využívajících instrukční sady x86 (resp. IA-32) bylo jen pár a dnes už z nich zbyly jen dvě společnosti – AMD a VIA a ty těží z dřívějších licenčních smluv a dohod. AMD licenci pro x86 získalo v roce 1982 díky tomu, že IBM chtělo využívat čipy Intel 8088 pro IBM PC, ale interní politika vyžadovala mít alespoň dva nezávislé dodavatele čipů.

Politika ARMu je naprosto opačná. Za poplatek vlastně poskytne svou licenci komukoli, kdo chce vyrábět SoC (proto je na trhu tolik různých ARM procesorů). To snižuje náklady výrobcům, protože je mnohem levnější „pronajmout“ si instrukční sadu než vyvíjet vlastní. Díky tomu se procesory ARM objevují v těch nejlevnějších tabletech (i když zde vysokými investicemi Intel začíná ztrátu výrazně dohánět). Někteří výrobci však i tak architekturu upraví – jako příklad si můžeme uvést jádra Krait od Qualcommu.

Vzhledem k tomu že, Intel nedá licenci x86 každému, kdo chce,si výrobci zařízení mohou vybírat pouze z procesorů, které se již vyrábí. ARM naproti tomu umožňuje jednotlivým společnostem vyvíjet řešení optimalizované pro jejich potřeby, což má za následek vyšší efektivitu a nižší náklady. Procesory ARM tak mohou být minimalistické a šité přímo na míru určitému produktu, což je rozhodně výhoda. Proto jsou tak rozšířené v bankomatech, palubních deskách automobilů a podobně.