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處理器的手機相比，發(fā)熱量大很多，甚至需要借助風扇來散熱，耗電量也大了不少。
那么就很奇怪，在主頻相差不大，并且實際執(zhí)行效果差不多的情況下，x86架構的處理器的發(fā)熱量和功耗為什么會那么大？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“實際執(zhí)行效果差不多”其實有所不妥。樓主也說了比較的幾個設備主要是windows平板，ipad和智能手機。這些平臺上的程序都是移動環(huán)境下的應用，大多邏輯簡單功能單一，沒什么“計算”可言。ARM處理器本身定位于嵌入式平臺，應付輕量級、目的單一明確的程序，現(xiàn)在應用在移動設備上正是得心應手。x86定位于桌面和服務器，這些平臺上很多應用是計算密集型的，比如多媒體編輯、科研計算、模擬等等。因此將x86和ARM在移動環(huán)境下做對比得出“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。指令集數(shù)量少就可以簡化硬件邏輯的設計，減少晶體管數(shù)量，也就意味著低功耗。而且由于移動平臺應用通常簡單，程序的控制流不復雜，執(zhí)行效率沒有必要很高，所以流水線、分支預測等硬件邏輯都比較簡單。這些都降低了晶體管總量。同時因為移動設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計了的。比如移動設備的處理器在待機時通常只以極低的主頻在運行，甚至可以暫時關閉閑置的核心、協(xié)處理器來降低功耗。

x86就截然不同。x86是復雜指令集(CISC)架構，存在很多機器指令，只為了高效地完成一項專門任務（比如MMX, SSE中的指令）。這就使得硬件的邏輯很復雜，晶體管數(shù)量龐大。為了高效地進行運算，x86架構有較長的流水線以達到指令級并行(ILP)。長流水線帶來的一個弊端，就是當遇到分支時，如果預載入分支指令不是未來真實的分支，那么要清空整個流水，代價較高。所以x86為此還必須有復雜的分支預測機構，確保流水線的效率。再加上多級cache，支持超線程、虛擬化等等，x86的復雜度其實相當高。

回答2：
因為ARM是為了低功耗設計的，而X86是為了高性能。你想把ARM做到X86一樣的性能，勢必增加核心復雜度，增加指令集，到時候你猜ARM對X86還能有多少功耗優(yōu)勢？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手機功耗高發(fā)熱大，因為沒有專為X86平臺開發(fā)的手機APP，你跑在X86手機上的APP全都是二次轉(zhuǎn)換運行的，芯片一直高負載。你ARM手機一直高負載功耗不高發(fā)熱不大？



ARM和x86幾大簡單比較
　　
　　處理器通常是指一臺計算機的運算核心和控制核心。但是隨著移動設備的興起，處理器在智能手機和平板電腦等移動終端設備中的也逐漸興起，讓處理器市場的變化開始了。

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

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

　　ARM是如何滿足數(shù)據(jù)中心需求的?

　　低功耗是ARM處理器的一個優(yōu)勢，但是在面向企業(yè)級領域的時侯，其發(fā)現(xiàn)并沒有64位架構處理器，于是在2012年10月31日ARM推出新款ARMv8架構ARMCortex-A50處理器系列產(chǎn)品，來滿足企業(yè)級級市場應用的需求。

　　而為了彌補自己在企業(yè)級市場的經(jīng)驗劣勢，ARM還拉攏了原本跟英特爾同一陣營的AMD.AMD在服務器領域積累的相當多的成功經(jīng)驗，其擁有業(yè)界領先的64位微處理器技術以及廣泛的知識產(chǎn)權組合與OEM、ODM和ISV合作的經(jīng)驗，將促進ARM在數(shù)據(jù)中心領域的擴展，滿足數(shù)據(jù)中心領域的特定需求。

　　一、性能：

　　X86結(jié)構的電腦無論如何都比ARM結(jié)構的系統(tǒng)在性能方面要快得多、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)制程的工藝進行生產(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)構系統(tǒng)的對手。

　　但ARM的優(yōu)勢不在于性能強大而在于效率，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，而在一些任務相對固定的應用場合其優(yōu)勢就能發(fā)揮得淋漓盡致。

　　二、擴展能力

　　X86結(jié)構的電腦采用“橋”的方式與擴展設備(如：硬盤、內(nèi)存等)進行連接，而且x86結(jié)構的電腦出現(xiàn)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(jié)構的電腦能很容易進行性能擴展，如增加內(nèi)存、硬盤等。

　　ARM結(jié)構的電腦是通過專用的數(shù)據(jù)接口使CPU與數(shù)據(jù)存儲設備進行連接，所以ARM的存儲、內(nèi)存等性能擴展難以進行(一般在產(chǎn)品設計時已經(jīng)定好其內(nèi)存及數(shù)據(jù)存儲的容量)，所以采用ARM結(jié)構的系統(tǒng)，一般不考慮擴展?；痉钚?ldquo;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構建的Wintel聯(lián)盟一統(tǒng)天下，壟斷了個人電腦操作系統(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慣，同時x86系統(tǒng)在硬件和軟件開發(fā)方面已經(jīng)形成統(tǒng)一的標準，幾乎所有x86硬件平臺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。

　　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)都要單獨構建自己的系統(tǒng)，與其他系統(tǒng)不能兼容，這也導致其應用軟件不能方便移植，這一點一直嚴重制約了ARM系統(tǒng)的發(fā)展和應用。GOOGLE開發(fā)了開放式的Android系統(tǒng)后，統(tǒng)一了ARM結(jié)構電腦的操作系統(tǒng)，使新推出基于ARM結(jié)構的電腦系統(tǒng)有了統(tǒng)一的、開放式的、免費的操作系統(tǒng)，為ARM的發(fā)展提供了強大的支持和動力。