x86 处理器是否有可能在每瓦性能方面与 ARM 处理器相匹敌？

Question

从我对平板电脑的个人体验以及我读过的基准测试和文章来看，几乎在所有移动设备中都可以看到 ARM 处理器，它们在消耗的功率方面提供了令人难以置信的性能。看起来 ARM 本质上比 x86 更节能。

在我看来，这是因为 x86 是CISC 架构而 ARM 是RISC 架构。但是，英特尔凌动处理器在功耗方面也提供了非常好的性能。另外，在研究了计算机架构后，我的理解是在现代处理器中，复杂的 x86指令集架构 (ISA)在内部被翻译成更简单的微操作使用比 x86 更接近更简单的 ARM 或 MIPS ISA 的内部指令集。因此，呈现给程序员的 ISA 只不过是一个向处理器发出命令的接口，而不是芯片执行的实际低级操作的表示。再说一次，实现这个转换层需要芯片上额外的硅空间......

也就是说，假设它们是使用相同的半导体工艺实现的，ARM 是否天生比 x86 更高效？有了适当设计的微体系结构，x86 处理器是否有可能提供与 ARM 处理器相同的每瓦性能？

请记住，我正在寻找本着 Stack Exchange 的精神而不仅仅是猜测的写得很好的技术答案。

Answer 1

Arm 处理器变得越来越复杂——因此它是一个苹果与橙色的比较——arm大约 2 年只有 64 位变体，即使在同一代中，功耗也各不相同。像 anandtech在这里所做的那样考虑当代 ARM 处理器及其原子对应物可能更公平。

大部分功耗也不是处理器 - 我链接的 anandtech 文章倾向于表明，总功耗的 1/4 可能是处理器，并且 clovertrail 原子在表面上使用略超过一半的 ARM 处理器。它还显示了一个有趣的替代观点 - 优化每个组件的系统以使用电源（顺便说一句-您完全有可能在标准桌面平台上这样做也可以获得相当大的节能效果）。像避免低效的电源转换这样简单的事情就可以起到一定的作用。例如，在大多数手机上，您的显示器可能占用了您总耗电量的近一半。

正如您从那篇文章中的数字中看到的那样 - 为移动设备设计的 Atom 处理器在能效方面已经与 ARM 处理器相匹敌 - 所以它可能值得想知道为什么它们不更常见。

Arm 不制造自己的芯片——他们设计和测试它，并出售 IP 以制造处理器。对于需要设计自己的处理器或对其进行调整的公司，这意味着无需从头开始开发所有东西（棘手）或从另一家公司购买处理器（对于 x86，我们有 Via、AMD 和 Intel，但似乎只有英特尔对移动领域真正感兴趣，我不知道通过在做什么）。

arm 处理器效率更高的想法有点像一个神话 - 他们已经做出了一组不同的权衡（功率效率对原始速度）并且正在朝着不同的方向和一组不同的权衡前进以试图追求服务器市场。另一方面，英特尔正在有效地将现代 atom 设计细分为服务器部件、台式机部件（如新的奔腾型号）和手机，以追求低端。两种设计本质上都比另一种更好。