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ARM與X86架構終端特性對比
關鍵字：ARM架構 X86架構 工控主板 開發設計 Android（安卓）係統 LINUX WINCE
GOOGLE的Android係統和蘋果的IPAD、IPHONE推出後，ARM架構的電腦係統（特別是在終端方麵應用）受到用戶的廣泛支持和追捧，ARM+Android成為IT、通信領域最熱門的話題，眾多芯片廠商紛紛推出具有各種獨特應用功能基於ARM結構開發的產品，近期最新形成的“異構概念”更成為電腦今後發展主要方向。在IT行業推崇了20多年的“性價比“概念受到根本的動搖和衝擊，“適用的才是最好的”已經被越來越多的用戶接受。
我們就ARM架構的係統與X86架構係統的特性進行一個係統分析，方便用戶在選擇係統時進行理性、合理的比價分析。
一、性能：
X86結構的電腦無論如何都比ARM結構的係統在性能方麵要快得多、強得多。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）製程的工藝進行生產；而ARM方麵：CPU通常是幾百兆，最近才出現1G左右的CPU，製程通常使用不到65nm製程的工藝，可以說在性能和生產工藝方麵ARM根本不是X86結構係統的對手。
但ARM的優勢不在於性能強大而在於效率，ARM采用RISC流水線指令集，在完成綜合性工作方麵根本就處於劣勢，而在一些任務相對固定的應用場合其優勢就能發揮得淋漓盡致。
二、擴展能力
X86結構的電腦采用“橋”的方式與擴展設備（如：硬盤、內存等）進行連接，而且x86結構的電腦出現了近30年，其配套擴展的設備種類多、價格也比較便宜，所以x86結構的電腦能很容易進行性能擴展，如增加內存、硬盤等。
ARM結構的電腦是通過專用的數據接口使CPU與數據存儲設備進行連接，所以ARM的存儲、內存等性能擴展難以進行（一般在產品設計時已經定好其內存及數據存儲的容量），所以采用ARM結構的係統，一般不考慮擴展。基本奉行“夠用就好”的原則。
三、操作係統的兼容性
X86係統由微軟及Intel構建的Wintel聯盟一統天下，壟斷了個人電腦操作係統近30年，形成巨大的用戶群，也深深固化了眾多用戶的使用習慣，同時x86係統在硬件和軟件開發方麵已經形成統一的標準，幾乎所有x86硬件平台都可以直接使用微軟的視窗係統及現在流行的幾乎所有工具軟件，所以x86係統在兼容性方麵具有無可比擬的優勢。
ARM係統幾乎都采用Linux的(de)操(cao)作(zuo)係(xi)統(tong)，而(er)且(qie)幾(ji)乎(hu)所(suo)有(you)的(de)硬(ying)件(jian)係(xi)統(tong)都(dou)要(yao)單(dan)獨(du)構(gou)建(jian)自(zi)己(ji)的(de)係(xi)統(tong)，與(yu)其(qi)他(ta)係(xi)統(tong)不(bu)能(neng)兼(jian)容(rong)，這(zhe)也(ye)導(dao)致(zhi)其(qi)應(ying)用(yong)軟(ruan)件(jian)不(bu)能(neng)方(fang)便(bian)移(yi)植(zhi)，這(zhe)一(yi)點(dian)一(yi)直(zhi)嚴(yan)重(zhong)製(zhi)約(yue)了(le)ARM係統的發展和應用。GOOGLE開發了開放式的Android係統後，統一了ARM結構電腦的操作係統，使新推出基於ARM結構的電腦係統有了統一的、開放式的、免費的操作係統，為ARM的發展提供了強大的支持和動力。
四、軟件開發的方便性及可使用工具的多樣性
X86結構的係統推出已經近30年，在此期間，x86電腦經過飛速發展的黃金時期，用戶的應用、軟件配套、軟件開發工具的配套及兼容等工作，已經到達非常成熟甚至可以說是完美的境界。所以使用X86電腦係統不僅有大量的第三方軟件可供選擇，也有大量的軟件編程工具可以幫助您完成您所希望完成的工作。
Arm結構的電腦係統因為硬件性能的製約、操作係統的精簡、以及係統兼容等問題的製約，造成Arm結構的電腦係統不可能像X86電腦係統那樣有眾多的編程工具和第三方軟件可供選擇及使用，ARM的編程語言大多采用C和JAVA。
對這一點的比較，更直接的結論是：基於x86結構電腦係統平台開發軟件比arm結構係統更容易、更簡單、實際成本也更低，同時更容易找到第三方軟件（免去自己開發的時間和成本），而且軟件移植更容易。
從以上對比分析，給了我們的一個很清晰的感覺，ARM和X86結構的電腦根本就無法對比，ARM根本就不是X86電腦的的對手。是的，如果隻考慮上述幾個方麵的要數，ARM確實無法與X86電腦競爭，甚至連比較的資格都沒有。但是近1、2年，ARM的產品在終端應用特別是手持終端應用飛速發展（如：智能手機、平板電腦等），其銷售數量已經遠遠超出x86結構的電腦銷售數量，可見ARM是具有其與X86結構電腦不可對比的優勢。該優勢就是：功耗.
五、功耗
X86電腦因考慮要適應各種應用的需求，其發展思路是：性能+速度。20多年來x86電腦的速度從原來8088的幾M發展到現在隨便就是幾G，而且還是幾核，其速度和性能已經提升了千、萬倍，技術進步使x86電腦成為大眾生活中不可缺少的一部分。但是x86電腦發展的方向和模式，使其功耗一直居高不下，一台電腦隨便就是幾百瓦，即使是號稱低功耗節能的手提電腦或上網本，也有十幾、二十多瓦的功耗，這與ARM結構的電腦就無法相比。
ARM的設計及發展思路是：滿足某個特殊方麵的應用即可，在某一專項領域是最強的，（哪怕在其他方麵一無是處），這樣Armyiqibushizuiqiangdejishu，tongyangyebushihengaojizhichengdezhizaogongyi，shengchanchuxingnengbushihenqiangdediannaoxitong，danzaimougezhuanyeyingyongfangmianzeshizuihaode，tebieshizaizhongduozhongduanyingyong，youqizaiyidongzhongduanyingyongshangzhanyoujueduiyoushidetongzhidiwei，這個原因就是：功耗。
高功耗導致了一係列X86係統無法解決的問題出現：係統的續航能力弱、體積無法縮小、穩定性差、對使用環境要求高等問題。從這裏我們可以看到x86係統與ARM係統是在兩個完全不同領域方麵的應用，他們之間根本不存在替換性，在服務器、工作站以及其他高性能運算等應用方麵，是可以不考慮功耗和使用環境等條件時，X86係統占了優絕對優勢；但受功耗、環境等條件製約且工作任務固定的情況下ARM就占有很大的優勢，在手持式移動終端領域，X86的功耗更使他英雄毫無用武之地。
但在很多的應用終端領域，現正成為兩大陣營爭奪的重點，ARM陣營努力增加其性能和係統（特別是操作係統）的通用性，蠶食x86係統的部分終端應用市場；X86陣營努力降低功耗保住其市場，同時侵入手持移動終端市場。
我們今天討論的重點就是在兩大陣營都能可以覆蓋的終端應用領域進行對比、分析。這類型的應用一定是終端應用，通常有下麵幾個特征：
1、係統的工作性質比較固定（如：POS、ATM、車載電腦係統、多媒體廣告播放係統、視頻監控係統，以及眾多的信息接收、控製係統和專業的工控係統等等）；
2、應用環境比較惡劣，如：溫度變化很大，高溫超過40度，低溫達零下20度；多塵、潮濕等；
3、有一定的應用數量，但數量不是很大。
這部分的應用領域傳統上是由X86結構的低功耗工控機（係統）實現的，但近幾年ARM係統的飛速發展，特別是Android操作係統出現後，ARM+Android大有取代x86係統占領（低功耗）終端應用領域的趨勢。我們在考慮這種應用對比時根據ARM和X86的特性對比主要還考慮以下以及因數：
1、性能：
如果ARM係統的性能能滿足應用需求時，建議盡可能可慮采用ARM結構的產品，否則隻能考慮X86的產品。注意在這裏我們要強調的是：不要講兩個係統的絕對性能進行比較，而是以能否您的應用特點為標準進行分析。
2、應用數量：
如ru果guo您nin的de應ying用yong數shu量liang太tai少shao，您nin可ke能neng根gen本ben不bu值zhi得de獨du立li開kai發fa一yi套tao應ying用yong係xi統tong，但dan如ru果guo您nin的de應ying用yong數shu量liang達da到dao幾ji百bai甚shen至zhi過guo千qian時shi，您nin是shi值zhi得de考kao慮lv自zi己ji開kai發fa一yi套tao新xin的de係xi統tong的de。因yin為wei：Arm的開發成本和製造成本相對比較低，如果有幾百個以上終端應用，應該可以分攤掉開發成本。
如果選用X86結構的係統，根本不應該考慮單獨開發一套專用係統（因為開發成本太高，可能是ARM的10倍），而是在市場上篩選出最接近您需求的產品，以避免高昂的硬件開發成本，和今後的製造成本（如果批次生產的數量不夠，排產成本也會很高）。
3、操作係統
ARM的操作係統通常是單獨建立一個自己的Linux係統，且係統與係統間不能兼容，這嚴重製約了Arm的應用擴展，但Android出現後，係統兼容的屏障正逐步消失，促進了係統以及應用軟件的兼容，大大擴大了ARM應用軟件的的數量同時擴大了其應用空間。
4、功耗以及功耗延伸的係列問題
ARM的優勢是功耗低，其實低功耗還意味著：
1）穩定性高：因為功耗越高電子元器件的穩定性和可靠性越差，對低功耗的產品隻要選擇好外圍元件的品質，係統的穩定性不會有太大問題；
2）散熱成本低和可以考慮更小的產品體積：對高功耗的產品不可避免要考慮散熱問題，而散熱設備（或器件）的存在，有製約了產品的體積，對某些場合的應用構成致命的製約。但ARM的功耗<1W，完全不用考慮散熱問題。
3）功耗低對供電電源的要求低：幾乎所有電子產品，（在同等條件下）功耗越高對電源的要求越高，電源的成本就越高。
4）功耗低電池的續航時間長，這不作詳盡解釋。
5）功耗低對抗環境傷害的能力強：低(di)功(gong)耗(hao)產(chan)品(pin)因(yin)為(wei)不(bu)用(yong)考(kao)慮(lv)散(san)熱(re)，可(ke)以(yi)將(jiang)產(chan)品(pin)密(mi)封(feng)保(bao)護(hu)起(qi)來(lai)，但(dan)高(gao)功(gong)耗(hao)產(chan)品(pin)必(bi)須(xu)散(san)熱(re)，甚(shen)至(zhi)需(xu)要(yao)風(feng)扇(shan)幫(bang)助(zhu)散(san)熱(re)，這(zhe)樣(yang)必(bi)然(ran)使(shi)很(hen)多(duo)的(de)元(yuan)件(jian)和(he)線(xian)路(lu)裸(luo)露(lu)在(zai)空(kong)氣(qi)中(zhong)，被(bei)空(kong)氣(qi)中(zhong)的(de)塵(chen)埃(ai)、濕氣、酸堿物質等腐蝕。
5、軟件開發成本問題
Arm的操作係統很小（精簡）不可能帶很多工具，通常基於Arm的軟件大多用C或JAVA開發，其成本會比基於X86係統的高。而且對大多數ARM而言，因其操作係統不一樣，軟件業不能在兩個係統中自由互換使用，但一般來說：用C或JAVA編寫的軟件隻需在ARM平台的操作係統中編譯一下就可以移植過去。
但對Android係統開發的軟件，隻要能在某台Arm設備中運行，就可以在另一台基於同樣係統的設備中運行。
6、硬件的開發成本
ARM實際上在CPU芯(xin)片(pian)中(zhong)已(yi)經(jing)整(zheng)合(he)了(le)幾(ji)乎(hu)所(suo)有(you)功(gong)能(neng)，幾(ji)乎(hu)所(suo)有(you)線(xian)路(lu)按(an)原(yuan)理(li)圖(tu)直(zhi)接(jie)拉(la)出(chu)就(jiu)可(ke)以(yi)了(le)，需(xu)要(yao)擴(kuo)展(zhan)的(de)部(bu)分(fen)一(yi)般(ban)不(bu)多(duo)，所(suo)以(yi)其(qi)開(kai)發(fa)成(cheng)本(ben)會(hui)比(bi)較(jiao)低(di)，通(tong)常(chang)三(san)五(wu)萬(wan)就(jiu)可(ke)以(yi)了(le)。
但X86的外圍線路很多，需要相當經驗的工程師，而且還有BIOS等設計，所以X86主板的設計費用會比較高，通常要二三十萬。
7、硬件的製造及應用成本
無論Arm或X86主板其製造成本都是由元件和加工費構成，通常一片ARM的主板價格與一片X86主板的價格差不多，但ARM是一片可以獨立使用的產品，但x86主板通常還要加上：CPU、內存、硬盤甚至還有顯卡。
另外X86還要配上一個電源，這個電源比ARM得電源要貴很多。
所以：明顯X86在硬件方麵的應用成本比ARM高得多。
總結上麵對比，X86係統和ARM係統應該是兩個完全不同領域的應用，如果功能單一又受到環境製約的應用，如：POS、ATM、多媒體廣告機（現已經有ARM+DSP的產品）、車載電腦終端等應用，應該首先考慮ARM方案，ARM方案與X86相比，其功耗和成本占有很大優勢。
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