ARM プロセッサと Intel プロセッサの違いと区別は何ですか?

現在、ARM および Intel プロセッサが電子機器の大部分に搭載されています。両方のプロセッサは同じ目的を果たしますが、異なるアーキテクチャに基づいているため、プログラムの開発方法やチップの製造方法に影響します。

通常、ARM プロセッサはスマートフォンなどのハンドヘルド デバイスで使用され、Intel プロセッサはデスクトップ コンピューターやラップトップで使用されます。しかし、現在では多くのコンピューターメーカーも ARM を搭載したコンピューターを発売しています。最も単純な例は、いくつかの Mac および MacBook モデルに搭載されている Apple M1 および M2 プロセッサです。

では、ARM プロセッサと Intel プロセッサの違いは何でしょうか?

ARMおよびIntelプロセッサ

アームとインテル：デジタル世界を支配するテクノロジー企業

Arm と Intel は、異なる市場向けに異なるマイクロプロセッサを製造する 2 つの巨大テクノロジー企業です。 Intel は PC やラップトップ向けの高性能プロセッサを製造しており、一方 Arm は主にスマートフォン、タブレット、ウェアラブル技術、さまざまなスマートホームデバイスなどの低電力デバイス向けの ARM プロセッサを製造しています。

知らせ：
Arm は会社であり、ARM はプロセッサです。したがって、マイクロプロセッサを設計する企業について話すときは、Arm を検討する必要があります。しかし、Arm 社製のプロセッサについて話しているのであれば、ARM を参照する必要があります。

チップの設計と製造を行うインテルとは異なり、Arm は ARM プロセッサを設計し、その設計をさまざまな企業にライセンス供与する企業です。そのため、Snapdragon、MediaTek、Exynos、Tensor など、さまざまな企業によって製造された ARM ベースのスマートフォン プロセッサが数多く存在します。

2012年、インテルはインテルAtom SoCを使用してスマートフォン用プロセッサを製造しようとしたが、ほとんど失敗した。これにより、同社はハンドヘルド プロセッサの製造への注力を縮小し、引き続き PC 市場に注力するようになりました。

一方、Arm は低電力のラップトップやシングルボード コンピュータ向けのプロセッサの設計ではある程度成功していますが、デスクトップ PC 市場にはまだ参入していません。しかし、Arm が設計に協力した Apple の M1 チップが優れたプロセッサであることが示され、ARM プロセッサが Intel や AMD の x86 チップと競合できることを証明していることは注目に値します。

では、x86 Intel プロセッサとは何でしょうか。ARM プロセッサとどう違うのでしょうか。

ARM プロセッサと Intel プロセッサの違い

ARM プロセッサは主にモバイル デバイスで使用され、Intel プロセッサは主にパーソナル コンピュータで使用されます。 Intel と ARM はどちらも両方の市場向けにプロセッサを設計する計画を立てているかもしれませんが、両者の違いにより、特定のアプリケーションにより適したものになります。どちらのプロセッサも電子機器の頭脳ですが、さまざまな点で異なります。主な違いは次のとおりです。

• 命令セットアーキテクチャ (ISA)

ARM プロセッサが主にハンドヘルド デバイスで使用され、Intel プロセッサが PC で使用される主な理由は、異なる ISA を使用するためです。

ISA には 2 つの種類があります。これらは、複合命令セット コンピューティング (CISC) と縮小命令セット コンピューティング (RISC) です。 CISC は、電力効率を犠牲にして、複雑なタスクや計算を迅速に処理するようにマイクロプロセッサが設計された ISA です。対照的に、RISC は、プロセッサがより単純な命令を高い電力効率で処理するように設計された ISA です。

Intel プロセッサは CISC ISA に基づく x86 アーキテクチャを使用し、ARM プロセッサは RISC ISA を使用する ARM アーキテクチャを使用します。 x86 ISA と ARM ISA はどちらもクローズド ソース ISA です。したがって、Intel または Arm からのライセンスがなければ、どの企業や個人もこれらのアーキテクチャを使用してプロセッサを設計することはできません。

• ソフトウェアの互換性/サポート

x86 ISA と ARM ISA は 2 つのまったく異なる設計哲学 (RISC と CISC) に基づいているため、Intel チップ用に作成されたソフトウェアは ARM プロセッサでネイティブに処理できず、その逆も同様です。特定のアーキテクチャ上で開発されるプログラムが多数あるため、消費者は、使用できるアプリケーションの数が多いという理由だけで、ある会社のプロセッサを購入することになります。

新しいデスクトップ CPU を購入したことがあるなら、選択肢が Intel プロセッサか AMD プロセッサのどちらかしかないことに気づいたかもしれません。これは、ほとんどのコンピュータ プログラムが X86 プロセッサ用に設計されているためです。これらのプログラムをネイティブに実行できるのは Intel と AMD (x86 のライセンスを取得) のみであるため、PC プロセッサ市場で両社が独占状態を築くことに成功しました。

一方、スマートフォンのオペレーティング システムとアプリケーションは ARM プロセッサ上で動作するように特別にプログラムされているため、ARM プロセッサはスマートフォン プロセッサを独占しています。他の RISC ベースのプロセッサは ARM と競合していますが、ARM にはすでに多数のアプリケーションがあるため、今日のほぼすべての最新スマートフォンで使用されています。

Arm が PC 市場でシェアを獲得したいのであれば、ARM プロセッサ上でネイティブに実行できるようにアプリケーションを移植するか、ゼロから設計するよう開発者を説得する必要があるだろう。 Microsoft Windows はすでに ARM プロセッサをサポートしていますが、ARM は、一般の人々が PC 用に ARM プロセッサを購入するよう説得するために、人々が毎日使用するソフトウェアを実行する方法を見つける必要があります。

• パフォーマンス

CPU パフォーマンスに関しては、Intel プロセッサの純粋なパフォーマンスは、ARM の RISC ベース プロセッサよりも大幅に優れています。 CISC ベースのプロセッサは複雑なタスクを同時に完了するように設計されているため、より高速なクロック速度が必要となり、その結果、より高いパフォーマンスが実現します。

一方、ARM プロセッサは単純なタスクを処理するように設計されており、Intel プロセッサと同じクロック速度を必要としないため、Intel プロセッサよりもはるかに高速です。

• 効率

ARM プロセッサは、純粋なパフォーマンスでは劣るものの、効率の点では Intel よりも優れています。

Intel の x86 チップなどの CISC ベースのプロセッサは、複雑なタスクを処理するためにハードウェアに大きく依存しています。高性能プロセッサには、大量の電力、適切な冷却、複雑な製造が必要であり、非常に高価になります。

一方、ARM ベースのプロセッサはハードウェアとソフトウェアの両方が最適化されているため、消費電力が非常に少ない効率的なプロセッサとなっています。動作に必要なエネルギーが少ないということは、発熱も比較的少ないということであり、ARM CPU をシステムオンチップ (SoC) に組み込むことができます。

SoC は、CPU、GPU、RAM、DSP、通信モデムを 1 つのチップに統合します。すべての重要なソリッドステート コンポーネントが 1 つのチップにまとめられているため、SoC 内の各コンポーネントのデータを長距離移動する必要がなくなり、ARM 処理が非常に効率的になります。

ARMおよびIntelプロセッサ

ARM と Intel のどちらのプロセッサが優れていますか?

Intel と ARM は異なる市場向けに異なるタイプのプロセッサを製造しているため、パフォーマンスと効率の点で 2 つのプロセッサを比較することは困難です。 CISC ベースのプロセッサは複雑なタスクに対して高いパフォーマンスを発揮しますが、必ずしも PC 用に設計された効率的な RISC プロセッサよりもパフォーマンスが優れているというわけではありません。

それでも、Apple の ARM ベースの M1 および M2 コンピューターは効率的で、比較的強力です。数多くのテストにより、ベースモデルの M1 MacBook Air でも、同様の仕様の CISC ベースの Windows ラップトップよりも優れたパフォーマンスを発揮できることがわかっています。

しかし、ほとんどのコンピューターは Windows を実行していたため、多くの開発者は CISC プロセッサ用のアプリケーションを作成した方が利益が大きいと考えました。これは、Mac ではアプリケーションや AAA ゲームの選択肢が一般的に少ない理由でもあります。

しかし、スマートフォンやタブレットのプロセッサの場合はそうではありません。 Intel の Atom SoC は電力効率に優れていますが、ワットあたりのパフォーマンスの点では ARM の同等製品ほど優れていません。このため、スマートフォン市場に関しては、ARM プロセッサの方が依然として優れています。

ARMベースのチップが徐々に普及しつつある

わずか 10 年前、Intel のエントリーレベルの CISC ベースのプロセッサでさえ、最上位の ARM ベースのチップよりもはるかに強力でした。しかし、これはもはや当てはまりません。 Apple は、M1 および M2 チップによって、ARM ベースの CPU が Intel の競合製品と同等、あるいはそれ以上の性能を発揮できることを証明しました。

それでも、これは CISC ベースの x86 チップがなくなることを意味するものではありません。これらのチップを実行しているコンピューターの数を考えると、Arm の ARM チップが Intel の x86 製品を置き換えるには時間がかかるでしょう。しかし、ARM プロセッサがより強力かつ安価になるにつれて、その採用は増加し、すぐに ARM CPU が市場のコンピューターの大部分に搭載されるようになるでしょう。