“有关Arm和X86的一些讨论，是错误的”

来源：半导体行业观察

ARM 和 x86 哪个更省电？熟悉当今芯片阵容的人可能会这样回答：“简单，ARM。看看那些 Snapdragon X Elite 笔记本电脑的电池寿命就知道了，你这个傻瓜。”

但事实真是如此吗？毫不奇怪，负责设计全球大多数 x86 芯片的英特尔公司认为事实并非如此。

Robert Hallock 在 x86 方面经验丰富，并大谈其优势。他目前是英特尔的技术营销副总裁，此前在 AMD 担任过多年类似职务。只有英特尔和 AMD 能够生产 x86 芯片（VIA 除外）。任何其他想要生产芯片的公司都倾向于使用 Arm 制定和授权的基础。或者 RISC-V，不过那是另一回事。

Hallock 对Notebookcheck表示：“我们坚信，围绕 ARM 与 x86 性能的持续讨论是基于错误的前提，因为指令集架构 (ISA) 并没有广泛决定性能。”

“我们的观点是物理的：晶体管会消耗电力。增加核心数量、增加 NPU 大小、增加图形大小或增加结构复杂性的 CPU 设计并非免费。这些决定本质上将封装功耗和 TDP 提高到消费者过去从传统 Windows/Linux 处理器中看到的范围。

“换句话说：无论是 x86 还是 ARM ISA，实现市场期望的功能和性能都有‘典型成本’。因此，如果增加复杂性会降低任何 ISA 的功耗，那么就变成了一场争夺哪组设计选择能够产生最佳性能/功耗/面积 (PPA) 以满足消费者期望的战斗。”

ARM 设计被认为比 x86 更节能，至少在它们所搭载的产品中是如此：有 Apple 自己的设计、手机中的 Arm 处理器，以及最近大量笔记本电脑中采用的最新Snapdragon X Elite芯片。一般来说，所有以电池续航时间长而闻名的设备都是如此。

另一方面，x86 被用于高耗电的台式机芯片和服务器。当然也用于许多超薄笔记本电脑。

Hallock 继续谈论Lunar Lake，这是致力于降低功耗预算的下一代移动芯片。在 Lunar Lake 架构简报会上，Hallock 也谈到了芯片节能的因素。

“决定功耗的不是 x86，也不是 ARM，”Hallock 在 5 月份的活动中告诉我们，“而是芯片的物理设计。是芯片的平面布置图。是所采用的工艺技术和封装技术。它不断优化平台中的每个组件，一瓦面板、最高效的内存、最高效的 SSD。这就是电池寿命的驱动因素。这就是 CPU 功耗的驱动因素。”

“因此，您将从 Lunar Lake 上看到前所未有的 x86 驱动。我们坚持不懈地研究这款芯片的每一个执行引擎，以尽可能地发挥每瓦的最高性能。我们触及了一切。图形、封装、内核、结构，每个组件都得到了改进。”

那么，ISA 真的能节省电能吗？英特尔的回答是否定的，但我们也可以听听著名芯片设计师 Jim Keller 的评论，看看他有何见解。

三年前，凯勒在接受TechTechPotato采访时表示，任何架构都可以非常节能。然而，这种情况会随着时间而改变。

多年来，ISA 中的内容越来越多。有些内容是你需要的，有些内容你不太需要，有些内容则毫无用处——如果你想确保与旧软件和系统的向后兼容性，就必须保留其中的大部分内容。ISA 越旧，里面的内容就越多，从而可能降低其效率。

x86 现在已经相当老了，它最早是在 70 年代末推出的。它有很多东西。

“所以，当 ARM 首次问世时，它是一台干净的 32 位计算机，与 x86 相比，它看起来更简单，也更容易构建，”凯勒说。“但后来他们增加了 16 位模式和 IT 指令，这很糟糕，还有那种奇怪的浮点向量扩展集，在注册表文件中有覆盖层，然后是 64 位，这部分清理了它。然后他们添加了一些用于安全和启动的特殊内容。所以它只会变得更加复杂。

“现在 RISC-V 出现了，它是闪亮的新星。它没有任何遗留问题，实际上是一种开放的指令集架构。人们在大学里构建它，他们没有时间和兴趣像某些架构那样添加太多垃圾。”

现在我们讨论一个更广泛的话题，即多种架构之间的总体效率——x86、ARM 还是 RISC-V 更好？我不会在这里谈论这个。但显然，新架构的简单性是有道理的——ISA 中的垃圾越少越好。

虽然我们不在 RISC-V 上玩游戏是有原因的，但它目前还没有足够的东西。生态系统还没有成熟。此外，工艺节点、晶体管（以及向它们输送电力的方式）、基板以及芯片上的实际内容在确定任何特定设备的功耗方面发挥着无可争辩的巨大作用——这实际上就是要在所有这些之间取得平衡。