Skip to content
Get App

ПРОЦЕССОРЫ ARM vs x86: ОБЪЯСНЯЕМ

Разбор отличий архитектур ARM и x86: CISC против RISC, микроархитектура, история ассемблера и причины перехода Apple на ARM-процессоры.

Key Takeaways

  • ARM (RISC) эффективнее по энергопотреблению и площади кристалла, поэтому доминирует в мобильных устройствах.
  • x86 (CISC) сохраняет позиции в ПК из-за исторической совместимости и монополии Intel и AMD.
  • Apple переходит на ARM, чтобы получить контроль над микроархитектурой и повысить энергоэффективность своих компьютеров.

What the video covers

  • Мир процессоров делится на два лагеря: ARM в смартфонах и x86 в ноутбуках и компьютерах (Intel, AMD).
  • Apple переводит свои ноутбуки и компьютеры с x86 на собственные ARM-процессоры.
  • Ключевое отличие архитектур — набор инструкций: x86 использует сложный набор CISC, ARM — упрощённый RISC.
  • Второе отличие — микроархитектура, то есть логическое устройство процессора, которое зависит от набора инструкций.
  • История: программисты начинали с машинного кода, затем появился ассемблер, а потом CISC-подход, добавлявший инструкции под любые задачи.
  • Аналогия с квартирой показывает, что CISC расходует «площадь» кристалла на редко используемые команды 1960-х годов.
  • RISC-процессоры содержат меньше блоков, но больше блоков для часто используемых команд, что позволяет выполнять больше операций одновременно.
  • Преимущества ARM: меньше транзисторов и площади, меньшее энергопотребление, отсутствие необходимости в активном охлаждении.
  • Для программистов RISC требует больше строк кода, но эту работу выполняют компиляторы.
  • Производить x86-процессоры могут только Intel и AMD, что ограничивает конкуренцию и замедляет развитие.

Answers

Questions about this video

Почему нельзя запустить Word на смартфоне с ARM-процессором?

Программы для компьютеров написаны под набор инструкций x86, который ARM-процессоры не понимают. Смартфоны используют ARM, поэтому нужны отдельные версии приложений.

В чём разница между CISC и RISC?

CISC (x86) использует сложный набор инструкций, а RISC (ARM) — упрощённый. RISC содержит меньше блоков для редких команд и больше для часто используемых, что экономит площадь и энергию.

Почему Apple переходит на собственные процессоры ARM?

Apple разрабатывает собственную микроархитектуру для своих устройств, а Intel не продаёт лицензию x86 другим компаниям. ARM позволяет добиться лучшей энергоэффективности.

Full Transcript — Download SRT & Markdown

00:00
Speaker A
вы наверняка в курсе, что мир процессоров разбит на два больших лагеря. Если вы смотрите это видео со смартфона, для вас работает процессор на архитектуре ARM. Если с ноутбука, то вы в компании чипа на архитектуре x86. А сейчас ещё и Apple переводит свои ноутбуки и компы с архитектуры x86 на собственные процессоры ARM.
00:17
Speaker A
ноутбуки и компы с архитектуре x86 на собственные процессоры arm мы уже рассказали почему так происходит давайте сегодня подробно поговорим чем же отличаются 2 архитектуры x86 и arm не зачем собственно apple вписался в эту движуху и рот роллер с нами борис
00:33
Speaker A
Мы уже рассказали, почему так происходит. Давайте сегодня подробно поговорим, чем же отличаются 2 архитектуры: x86 и ARM. Ну и зачем собственно Apple вписался в эту движуху. И Рот Роллер с нами, Борис Веденский. Погнали!
00:52
Speaker A
intel и м.д. именно поэтому мы не можем запустить на смартфоне word с компьютером x86 так называется по последним цифрам классического семейства процесс intel из 70-х 80-х годов чем же эти два подхода отличаются есть два ключевых отличий от 1 это набор
01:10
Speaker A
Итак, большинство мобильных устройств, iPhone и Android, работают на ARM. Это Qualcomm Kryo от Huawei, Exynos от Samsung и, конечно, A13 Bionic от Apple. А вот на компьютерах не так: там доминирует x86 производства двух брендов, Intel и AMD. Именно поэтому мы не можем запустить на смартфоне Word. С компьютером x86 так называется по последним цифрам классического семейства процессоров Intel из 70-х и 80-х годов.
01:30
Speaker A
называть ai-s и e 2 отличительный параметр это так называемая микроархитектура что это такое от того на каком языке говорят процессор и зависит это как они проектируются потому что для выполнения каждой инструкции на проце нужно расположить свой логический блок
01:46
Speaker A
Чем же эти два подхода отличаются? Есть два ключевых отличия. Первое — это набор инструкций, язык, который понимает процессор. x86 понимает так называемый расширенный, или сложный, набор инструкций CISC. ARM-процессор, а наоборот, понимает упрощённый набор инструкций, или RISC. И это отражено и в названии: ARM расшифровывается как Advanced RISC Machines. Набор инструкций ещё принято называть ISA. Второй отличительный параметр — это так называемая микроархитектура. Что это такое? От того, на каком языке говорит процессор, и зависит, как они проектируются. Потому что для выполнения каждой инструкции в проце нужно расположить свой логический блок. Соответственно, разные инструкции — это разный дизайн процессора, а дизайн — это и есть микроархитектура. Итак, запомним: говорим x86 — подразумеваем CISC, говорим ARM — это RISC. Соломинка вроде получилась. Но как же так получилось, что процессоры говорят на разных языках?
02:05
Speaker A
программисты работали с машинным кодом то есть реально писали программы из ноликов и единичек я-то быстро всех заколебала мне так появился ассемблер низкоуровневый язык программирования из простых команд типа сложить умножить и погнали мы даже в узел проходили но программировать на
02:20
Speaker A
Всё началось в 60-х. Первоначально программисты работали с машинным кодом, то есть реально писали программы из нолика и единичек. Я-то быстро всех заколебало. Мне так появился ассемблер, низкоуровневый язык программирования из простых команд типа «сложить», «умножить» и погнали. Мы даже в ВУЗе проходили, но программировать на нём — тоже такой себе, потому что приходится буквально за ручку объяснять процессору каждое его действие. Если бы вы ужинали с процессором и попросили его передать вам соль, это выглядело бы так: «Процессор, посмотри в центр стола. Видишь соль? Возьми её. Теперь посмотри мне. Отдай мне соль. Спасибо. А теперь возьми меня обратно соль. И теперь поставь, откуда взял. Отлично, спасибо, большая. Процессор, продолжай свои дела. Процессор, видишь перец?» И так далее. В какой-то момент это всех заколебало, и программисты решили: «А почему бы нам просто не написать инструкцию „передай мне соль“?» Так и сделали. Процессор стал пополняться инструкциями и соответствующими им логическими блоками. Такой подход назвали CISC.
02:36
Speaker A
отдай мне соль спасибо а теперь возьмем меня обратно соль и теперь поставь откуда взял отлично спасибо большая процессор продолжать свои дела процессор видишь перец и так далее в какой-то момент это всех по заколебала и программисты решили а почему бы нам
02:54
Speaker A
Этот подход стал настоящим спасением для разработчиков и для бизнеса: хотите новую фишку? Пожалуйста, сделаем! Были бы деньги, а деньги у клиентов были. Но был ли такой подход оптимальным с точки зрения микроархитектуры? Страдала она. Представьте, вы купили квартиру и теперь вам надо её обставить, а площади мало, каждый квадратный метр на счету. И вот если ваша квартира была процессором x86 на архитектуре CISC, то он, с одной стороны, позаботился бы о комфорте каждого вашего потенциального гостя и выделил для него персональное место. С другой стороны, он бы не щадил бюджет: диван для одного человека, пуфик для другого, кушетка для третьего, трон из «Игры престолов» для вашей Дейенерис. В этом случае площадь очень быстро закончилась бы, вам пришлось бы расширять бюджет и покупать новую. Звучит не очень рационально. Но это ещё не всё: главная проблема CISC в том, что многие команды из шестидесятых годов сохранились них до сих пор, но уже очень редко используются. Поэтому возникла другая технология — RISC.
03:09
Speaker A
а деньги у клиентов были но был ли такой подход оптимальным с точки зрения программистов да но вот микроархитектура страдала представьте вы купили квартиру и теперь вам надо обставить ее мебель площади мало каждый квадратный метр на счету и вот
03:23
Speaker A
С одной стороны, писать инструкции на ассемблере для RISC-процессоров не очень-то приятно. Вот так выглядит код для одной и той же операции для процессора x86 и для ARM: три строчки против девяти. Но так было до сих пор. На самом деле вы же пишете, а эту работу за программистов делают компиляторы. Зато у RISC есть свои преимущества. Представьте, что вы проектируете процессор: в микроархитектуре расположение блоков в x86 выглядело бы примерно так. Каждый слой — квадрат, здесь а то отдельная команда. Их много, и они разные. А вот у ARM-процессора скорее выглядит так: как видите, цветов здесь намного меньше, и они повторяются, потому что ему не нужны блоки, созданные для функций, написанных 50 лет назад. По сути, тут блоки только для самых востребованных команд, зато таких блоков много. А это значит, что можно одновременно выполнять больше базовых команд, а раритетные не занимают места. Кстати, ещё один бонус: архитектура с сокращённым набором RISC — блок декодирования команд занимает меньше места, до него тоже нужно получить на кристалле. У подхода ARM есть много и других бонусов, вот они на экране.
03:37
Speaker A
третьего трон из игры престолов для вашей дайнерис в этом случае площадь ком так быстро закончилось бы вам пришлось бы расширять бюджет и покупать новую звучит не очень рационально но это ещё не всё главная проблема cisc в том что многие команды из шестидесятых годов
03:52
Speaker A
Визуализация: давайте наглядный пример. Два процессора первого поколения: Pentium 1980-го года и ARM1 — 1985-го. Ставьте лайк, подписывайтесь. Если у вас был компьютер на таком, то при схожей производительности ARM вдвое меньше по площади, а транзисторов на нём в 10 раз меньше: 25 тысяч против 275 тысяч. Энергопотребление тоже отличается на порядок: одна десятая ватта против двух ватт. Вот это было 30 лет назад. Наши смартфоны по-прежнему долго живут, не требуют активного охлаждения и быстрые. Но это все отличия технические. Кроме них есть и организационные. А знаете, как ещё устройство работает и на ARM, и на x86?
04:08
Speaker A
три строчки против девяти но так было до сейчас на самом деле вежи пишут а эту работу за программистов делают компиляторы затон турист есть свои преимущества представьте что вы проектируете проц киева микроархитектуру расположения блоков в 86 выглядело бы примерно так каждый слой
04:26
Speaker A
Ладно, зайдём с другого конца. Есть золотое правило: какой бы ни был диск, места на нём всегда мало, особенно если речь о облачном хранилище. Но что если я вам скажу, что можно организовать своё личное облако размером до 36 терабайт? Как вам такое? Это можно сделать при помощи технологии NAS, то есть Network Attached Storage. Это, по сути, облако, которое находится у вас дома или в офисе. Сегодня у нас новенький NAS от компании Synology, модель DS220+, и эта штука может гораздо больше, чем вы думаете. Во-первых, это полноценное облачное хранилище: доступ к файлам с любого устройства, как по локальной сети, так и через интернет, можно делиться ссылками на файлы, и синхронизация между всеми устройствами. Можно даже хранить несколько версий файлов. Поверьте, восстановить случайно перезаписанный PSD-файл или монтаж — бесценно. Во-вторых, можно настроить автозагрузку фото со смартфона и сэкономить массу места на мобильнике, плюс не платить за iCloud и Google-хранилище. При этом все фотки будут доступны через удобное приложение. Мамонт? Считайте это вашим личным безлимитным Google Фото. В-третьих, можно организовать совместный доступ к файлам по локальной сети: подключайте NAS как сетевой диск и работайте с файлами с нескольких компов одновременно. Это идеально для небольших офисов, дизайн-студий или семьи ютуберов. Ну и вишенка на торте: NAS можно превратить в личный стриминговый сервис. Он сам умеет скачивать и стримить видео и даже музыку при помощи приложений Audio Station и Video Station. Кстати, диски здесь Seagate IronWolf, вот они. В итоге NAS будет отличным решением для тех, кто хочет забэкапить данные и фото, сделать личный медиасервер или организовать работу в маленьком офисе или дома. Подробности о DS220+ по ссылке в описании. Забегайте, посмотрите. Лайк!
04:39
Speaker A
сути тут блоки только для самых востребованных команд зато таких блоков много а это значит что можно одновременно выполнять больше базовых команд а раритетные не занимают места кстати еще один бонус архитектура сокращенным набором риск блок декодирование команда занимает меньше
04:54
Speaker A
Вы не задумывались, почему среди производителей смартфонов так много брендов процессоров, а для ПК пока есть только AMD и Intel? Всё просто: ARM — это компания, которая занимается не производством процессоров, а лицензированием. Даже Apple приложил руку к развитию ARM вместе с Acorn Computers и VLSI Technology: они присоединились к альянсу. Причём нужен был новый процессор для нового прорывного, как тогда думали, устройства Apple Newton, где было распознавание рукописного текста. При желании даже вы можете производить собственные ARM-процессоры, нужно только много денег. Ставьте лайки, если хотите процессор! Драйвер? Шутка или нет? А вот производить процессоры x86 могут только Зелёная и Синяя компании. Что это значит? Пр
05:10
Speaker A
вок . подписка если у вас был компьютер на таком так вот при схожей производительности arm вдвое меньше по площади а транзисторов на нем в 10 раз меньше 25 тысяч против 275 тысяч энергопотребление тоже отличаются на порядок а одна десятая вата против двух
05:26
Speaker A
ватт уинн кого да это было 30 лет назад на наши смартфоны по-прежнему долго живут не требует активного охлаждения и быстрые но это все отличие технически кроме них есть и организационно а знаете как и еще устройство работает и на аром
05:43
Speaker A
и на x86 ладно зайдем с другого есть золотое правило какой бы ни был диск место на нем всегда мало особенно есть речь об облачном хранилище но что если я вам скажу что можно организовать свое личное облако размером до 36 терабайт как вам
05:59
Speaker A
такое это можно сделать при помощи технологии нас то есть network это что старик по сути это облако которая находится у вас дома или в офисе сегодня у нас новенький нас от компании синолог же модель ds 220 лет и эта штука может
06:12
Speaker A
гораздо больше чем вы думаете во-первых это полноценное облачное хранилище доступ к файлам с любого устройства как по локальной сети так и через интернет может делиться ссылками на файлы и синхронизация между всеми устройствами и можно даже хранить несколько версий файлов поверьте
06:26
Speaker A
восстановить случайно перезаписаны psd файл или монтаж бесценна во вторых можно настроить в к фоток со смартфона и сэкономить массу место на мобильнике плюс не платить за айклауд и гуглу за хранилища при этом все фотки будут доступны через удобное приложение мамонт считайте это
06:42
Speaker A
ваш личный безлимитный google фото в третьих можно организовать совместный доступ к файлам по локальной сети подключайте нас как сетевой диск и работаете с файлами с нескольких компов на время это идеально для небольших офисов дизайн-студии или семьи ютубер ну
06:55
Speaker A
и вишенка на торте нас можно превратить в личный стриминговый сервис он сам имеет закачивать и стримить видео и даже музыку при помощи приложения audio и video station кстати диски здесь seagate оренбург впрок вот они в итоге нас будет отличным
07:10
Speaker A
решением для тех кто хочет забекапить данные и фото сделать личный media server или организовать работу маленьком офисе или дома подробности арсенал gdf 220 плюс по ссылке в описании забегайте посмотрите лайк вы не задумывались почему среди производителей смартфонов так много брендов процессоров а для пока
07:29
Speaker A
есть только а м д и intel все просто arm эта компания которая занимается не производством процессоров а лицензированием даже apple приложил руку к развитию arm вместе с акрон компьютер и в л.с. а и технолоджи они присоединились к альянсу причем
07:43
Speaker A
нужен был новый праздник на процессор знаете ли чего для нового прорывного как тогда думали устройства apple newton где был распознавание рукописного текста при желании даже вы можете производить собственный arm процессоры нужно только много денег ставьте лайки если хотите
07:57
Speaker A
процессора драйвер шутка или нет а вот производить процессор x86 могут только зеленая и синяя компания что это значит правильно меньше конкуренции медленнее развития правда с покупкой arm компании invideo за 40 миллиардов долларов все может измениться ног гадать не будем
08:14
Speaker A
нокии здесь наверное уже решили x86 отстой or это круто но почему же они до сих пор не пришли из смартфонов в компьютеры ноутбуки и сервера а почему и apple только сейчас занимается этим переходом как так вышло на самом деле в
08:28
Speaker A
intel i7 же тоже не дураки сидят современные cisco процессоры под капотом очень сильно становится похоже на риск уже достаточно давно они делают гибридные процессоры хотят старый хвост отбросить не так легко процессоры intel и mdr сбивают входные инструкции на
08:42
Speaker A
более мелкие микро инструкции или микро abs и далее происходит очень интересная вещь сейчас вы удивитесь эти микро инст акции исполняют игра на архитектуре риск да ребята те самые четыре или восемь ядер в вашем пока это тоже по сути
08:59
Speaker A
риск-игра надеюсь тут вы окончательно запутались но суть вот в чем разница между двумя подходами risc и cisc потихоньку сводится на нет и поэтому что становится важно тут на первый план выходит именно микроархитектура то есть то насколько эффективно все организовано
09:14
Speaker A
на самом кристалле кремния и здесь производители уже конкурирует на прямой давайте посмотрим до чего же сейчас дошли парни процессора но вы наверняка слышали что современные айпэде про почти не уступают и нас дюймовому macbook uprose процессором core i7 и а идеи по
09:30
Speaker A
блич маркин конечно авто с компьютером и спросите вы например недавно компания ампер представила свой 80 ядерный arm процессов по заявлению производителя в тестах процессор показывает результат my 4 процента лучше чем самый быстрый процессор epic от а м д и потребляет при этом на 14 процентов
09:48
Speaker A
меньше энергии но дальше больше вы знали например что самый мощный суперкомпьютер в мире тоже работает на армия его производит fujitsu с обратной стороны intel пытается влезть категорию low power со своей микроархитектуры уэйкфилд и конечно x86 остается одно важнейшее преимущество это
10:04
Speaker A
единство архитектуры написал прогу один раз и она будет работать на большинстве девайсов а вот мир arm он у фрагментирован его только раз появляется компания из купертино со своим apple силикон наверное единственный правители в мире который способен мотивировать большое количество разработчиков начать
10:20
Speaker A
массово разрабатывать под arm что же в итоге получается скорее всего главная фишка этого перехода не противостояние or против x86 как мы уже сказали два подхода постепенно движется к друг другу а дело совершенно в другом как мы уже говорили в микро архитектуре
10:36
Speaker A
apple уже давно сама дизайн от процессора для своих мобильных устройств и видим и у нее из получается очень круто apple очень хотела бы перенести микроархитектуру свои компьютеры но что происходит intel не продает лицензию x86 другим компаниям поэтому apple приходится идти
10:52
Speaker A
и покупать лицензию у arm что в итоге во-первых ждем перехода и посмотрим что получится во вторых спрос на arm процессоры в конечном счете вырастет и это здорово в третьих количество разработчиков делающих падать чипсов тоже увеличится и это замечательно более того скорее всего это
11:08
Speaker A
поможет и винде окончательно перейти на армата 1 у неё как-то не очень получалось над отделите надеюсь мы с вами помогли вам разобраться чем отличается x86 от arm они окончательно запутали хотя такой план тоже был но главное что в
11:20
Speaker A
этом ролике нам помогали наши зрители спасибо никите куликову и григорию чекун ну а если у вас есть сценарий для ролика или вы круто разбирайтесь какой-то технологической теме и хотите этим поделиться то пишите нам на почту а идея собака драйвер точка ру мы все
11:36
Speaker A
читаем да все письма отвечаем спасибо что посмотрели с вами был борис и детский этот роутер подписывайтесь и жмите колокольчик жмите лайк и увидимся в других видео до встречи [музыка] анон свету знаете что сделает не есть редми ноут 9 pro и я превратил его в
11:53
Speaker A
пиксель на эти как поставил у него пиксель experience что это такое и как замутить такую другим телефоном обязательно расскажу посмотрите на надеюсь этот ролик выйдет после сегодняшнего моей смету делились на колонну пересмотрите
Topics:ARMx86процессорыRISCCISCмикроархитектураAppleIntelAMDассемблер

Get More with the SozAI App

Transcribe recordings, audio files, and YouTube videos — with AI summaries and speaker detection. 30 minutes free.

Or transcribe another YouTube video here →