ARMとIntelプロセッサ：どちらが最適ですか？

現在、ほとんどのコンピューティングデバイスには、x86設計を使用するプロセッサが搭載されている可能性があります。 、Intelプロセッサ、または ARM（Advanced RISC Machine）設計 のように スマートフォンまたはタブレットのCPU。 ARMCPUもラップトップになりつつあります。

最近では、IntelまたはAMDプロセッサ（x86）を搭載したコンピュータ、またはARMプロセッサを搭載したデバイスのいずれかを選択できます。では、ARMプロセッサとIntelプロセッサのどちらが優れているのでしょうか？

ARMとIntel：起源の違い

最新のIntelおよびARMベースのCPUは、1980年代初頭に市場に投入されたコンピューター、特に最初のIBMPCに搭載されたAcornComputersBBCMicroおよびIntel8088の初期のチップにまで遡ることができます。これらは、現代の2つの主要なCPU設計への道を開きました。

これらには2つの別個の進化ラインがありますが、今日これらのCPUを使用しているものに収束していることに注意することが重要です。

RISCとCISC

内部的には、IntelベースのCPUとARMベースのCPUの主な違いは、各デバイスが理解できる命令のタイプです。 ARMベースのCPUはRISC（縮小命令セットコンピュータ） デバイスとIntelCPUはCISC（Complex Instruction Set Computer） デバイス。 RISCとCISCの設計は、プロセッサの動作方法が異なります。 Intel（およびAMD）CPUでは、x86と呼ばれるCISC命令セットを使用します。

ただし、長所と短所のほとんどは、RISCデバイスが短く、単純で、均一な長さの命令を処理するのに対し、CISCデバイスは、多くの命令を組み合わせて、一度に処理される長くて複雑な命令にするという事実に由来します。

ソフトウェアの互換性

IntelプロセッサはARMコードを理解できず、その逆も同様です。したがって、オペレーティングシステムとソフトウェアは、1つのタイプのプロセッサ専用に作成する必要があります。

一方のタイプのCPUを対象としたソフトウェアをもう一方のタイプで実行することは可能ですが、これには通常、パフォーマンスと非効率性に大きなペナルティが伴います。

これの例外は、AppleのRosetta2コード翻訳ソフトウェアです。彼らのカスタムARMCPUは、Rosetta 2を念頭に置いて特別に設計されており、IntelベースのMac用に設計されたほぼシームレスなソフトウェア実行を可能にします。全体として、Rosetta 2のパフォーマンスの低下は低いですが、完璧ではありません。

より典型的な例は、MicrosoftのARMベースのSurfaceデバイスです。これらがエミュレーションを介してx86コードを実行しようとすると、パフォーマンスへの影響が非常に大きくなり、ソフトウェアが使用できなくなる可能性があります。

消費電力

Intelや他のx86プロセッサに対するARMベースのCPUの重要な利点は、消費電力です。 RISCアプローチとARMの設計の特定の革新により、非常に質素なCPUが実現することがわかりました。これが、ARMがスマートフォンおよびタブレット市場を支配している理由です。

そのため、携帯電話から24時間以上使用できますが、運が良ければ、より大きなバッテリーを搭載したIntelノートパソコンは数時間しか持続しない可能性があります。もちろん、M1 Macを使用する場合は、20時間近くの映画を再生できます。これは、ラップトップとしては非常に印象的です。

純粋なパフォーマンス

主電源に接続されたコンピューターのように、消費電力を方程式から外すと、Intelやその他のx86CISCプロセッサがARMベースのRISCCPU全体を踏みにじります。

しかし、スマートフォンやタブレットの台頭により、ARM CPUの開発に多額の資金が投入されているため、ARMCPUのパフォーマンスは世代を重ねるごとに飛躍的に向上しています。

ミッドレンジのスマートフォンは、コンピューティング能力の点で「十分に良い」しきい値を超えており、日常的にユーザーのニーズを満たすのに十分強力です。

ワットあたりのパフォーマンス

ARM CPUが消費するエネルギー1ワットごとに実行できる作業量に説明を変更すると、x86IntelCPUの場合はそれほど良く見えません。 Intelのような企業は、CPUの電力効率の高い効率的なモデルを作成するために懸命に取り組んできましたが、それでもギャップがあります。

上記の比較を検討してください。 Intel i7-9750Hには45Wの熱設計電力（TDP）があり、Snapdragon888には10WTDPがあります。それでも、888はベンチマークパフォーマンスの範囲内にあります。

ARM CPUは、すべてのスコアが使用されている場合でも、ハイエンドラップトップのIntel CPUのスコアの75％に一致します。 ARM CPUにはアクティブな冷却機能がなく、スマートフォンの内部に配置されていることに注意してください。アクティブ冷却を備え、TDPの4倍を超える大型のラップトップデバイスの場合、このような比較的小さなパフォーマンスの利点があることは、これらのテクノロジー間のワットあたりのパフォーマンスの違いをはっきりと示しています。

コア対称性

ARM側のエキサイティングな利点は、非対称CPUコアを使用することです。 Intelおよびその他のx86プロセッサには、複数の、しかし同一のコアがあります。ただし、ARMCPUには複数の異なるコアが搭載されているのが一般的です。

たとえば、スマートフォンの8コアARM CPUには、Webの閲覧、ビデオの視聴、音楽の再生、小さなバックグラウンドタスクの処理などの日常のタスクに十分な速度の4つの低電力コアが搭載されている場合があります。ビデオゲームを起動するか、写真編集などのコンテンツ作成作業を開始するとすぐに、4つの高性能CPUが起動します。

これは、必要に応じて短いバーストで高いピークパフォーマンスを実現できるという利点があり、バッテリーの充電サイクル全体で平均して長いバッテリー寿命を享受できることを意味します。

ARMは未来ですか？

これらのCPUテクノロジーに関して私たちが提起した主な質問は、「どれが最高か」でした。ご想像のとおり、答えは「状況によって異なります」です。確かに、電力が問題にならない場合は常にx86 Intel（およびAMD）CPUが支配していると言えます。したがって、壁に接続されていて、動作するのにバッテリーに依存していない場合、これらは使用するCPUです。

今日、ポータブルコンピュータの世界では、状況はそれほど明確ではありません。 ARMの最大の欠点は、パフォーマンスではなく、ソフトウェアの互換性です。これはAppleがRosetta2で解決したものであり、Microsoftにとっては優先度が高いものです。ソフトウェアがARMシステム上で実行され、パフォーマンスが大幅に低下することはないと仮定すると、パフォーマンスとバッテリー寿命のバランスが最適になります。

正しく行うと、M1MacBookProなどのコンピュータが手に入ります。汎用コンピュータとしては十分に強力であり、ビデオ編集などの専門的なタスクを実行することもできます。これは、バッテリで20時間維持できるレベルのパフォーマンスです。 M1の詳細については、M1とi7：ベンチマークバトルをご覧ください。