تفاوت معماری arm64 و amd64 در یک نگاه
فهرست مطالب
معماری کامپیوتر یکی از جنبه‌های حیاتی هر دستگاه محاسباتی است، زیرا قابلیت‌ها، عملکردها و محدودیت‌های دستگاه را تعیین می‌کند. دو مورد از رایج ترین معماری های مورد استفاده برای دستگاه‌های محاسباتی arm64 و amd64 هستند. در حالی که این معماری‌ها دارای طرح‌های متفاوتی هستند، هر دو دارای ویژگی های منحصر به فردی هستند که آنها را برای اهداف مختلف مناسب می‌کند. این مقاله به تفاوت معماری arm64 و معماری amd64 می‌پردازد.
معماری Arm64
Arm64 مخفف عبارت Advanced RISC Machine 64-bit است. این یک نوع معماری پردازنده است که به عنوان بسط معماری arm32 ظاهر شد. معماری Arm64 مبتنی بر طراحی محاسبات مجموعه دستورالعمل کاهش یافته (RISC) است که برای مصرف انرژی کم، عملکرد بالا و کاهش پیچیدگی بهینه شد.
ویژگی ها و پیشرفت های معماری Arm64
معماری Arm64 شامل چندین پیشرفت نسبت به مدل قبلی خود است، از جمله:
فضای آدرس 64 بیتی
معماری Arm64 از فضای آدرس 64 بیتی پشتیبانی می‌کند، به این معنی که می‌تواند تا 16 اگزابایت حافظه را آدرس دهی کند. این یک پیشرفت قابل توجه نسبت به معماری arm32 است که فقط از فضای آدرس 32 بیتی پشتیبانی می‌کند.
افزایش تعداد رجیسترها
معماری Arm64 دارای 31 رجیستر همه منظوره است، در مقابل معماری arm32 که فقط 16 ثبت دارد. ثبات‌های اضافی فضای بیشتری را برای متغیرهای رجیستر فراهم می‌کنند، تعداد دسترسی‌های حافظه مورد نیاز را کاهش می‌دهند و عملکرد را بهبود می‌بخشند.
دستورالعمل‌های SIMD
معماری Arm64 شامل پشتیبانی از دستورالعمل‌های واحد، عملیات‌های داده‌های چندگانه (SIMD) است. SIMD اجازه می‌دهد تا چندین عملیات به طور همزمان بر روی داده‌ها انجام شود و در نتیجه پردازش داده‌ها سریعتر انجام شود.
مجازی سازی سخت افزار
معماری Arm64 شامل پشتیبانی سخت افزاری برای مجازی سازی است که چندین ماشین مجازی را قادر می سازد تا روی یک سیستم واحد اجرا شوند.
رمزنگاری
شامل پشتیبانی از عملیات رمزنگاری است که آن را برای دستگاه‌های امن مانند گوشی های هوشمند، تبلت‌ها و سایر سیستم‌های تعبیه شده مناسب می‌کند.
معماری Arm64 به دلیل مصرف انرژی کم و عملکرد بالا معمولاً در دستگاه‌های تلفن همراه مانند تلفن‌های هوشمند، تبلت ها و پوشیدنی ها استفاده می‌شود. همچنین در سیستم‌های تعبیه‌شده مانند کاربردهای خودرو، پزشکی و صنعتی که امنیت یک نگرانی حیاتی است، استفاده می‌شود.
معماری AMD64
معماری AMD64 که با نام های x64 یا x86_64 نیز معروف است، یک معماری پردازنده 64 بیتی است که توسط Advanced Micro Devices (AMD) طراحی شده است. این یک توسعه از معماری x86 است که از دهه 1970 مورد استفاده قرار گرفت. معماری AMD64 با هدف بهبود عملکرد، به ویژه برای برنامه‌های کاربردی در مقیاس بزرگ مانند پایگاه های داده، محاسبات با کارایی بالا و محاسبات علمی طراحی شد.
ویژگی ها و پیشرفت های معماری AMD64
معماری AMD64 شامل چندین پیشرفت نسبت به معماری x86 است، از جمله:
فضای آدرس 64 بیتی
معماری AMD64 از فضای آدرس 64 بیتی پشتیبانی می‌کند و به آن اجازه می‌دهد تا حداکثر 16 اگزابایت حافظه را آدرس دهی کند. این یک پیشرفت قابل توجه نسبت به فضای آدرس 32 بیتی معماری x86 است.
افزایش تعداد رجیسترها
معماری AMD64 دارای 16 رجیستر همه منظوره است، در مقابل معماری x86 که فقط 8 رجیستر دارد. ثبات های اضافی فضای بیشتری را برای متغیرهای رجیستر فراهم می‌کنند و تعداد دسترسی‌های حافظه مورد نیاز را کاهش می‌دهند و عملکرد را بهبود می‌بخشند.
دستورالعمل های SIMD
معماری AMD64 شامل پشتیبانی از SSE، AVX و سایر مجموعه‌های دستورالعمل SIMD است. این دستورالعملها امکان پردازش موازی داده‌ها را فراهم می‌کند و در نتیجه پردازش داده‌ها سریعتر می‌شود.
مجازی‌سازی سخت‌افزار
معماری AMD64 شامل پشتیبانی سخت‌افزاری برای مجازی‌سازی است که چندین ماشین مجازی را قادر می‌سازد روی یک سیستم واحد اجرا شوند.
سازگاری
معماری AMD64 با معماری x86 سازگار است و برنامه‌های 32 بیتی را قادر می‌سازد بر روی یک سیستم عامل 64 بیتی اجرا شوند.
این معماری معمولا در برنامه های کاربردی دسکتاپ و سرور، به ویژه برای پایگاه های داده در مقیاس بزرگ، محاسبات علمی و محاسبات با کارایی بالا استفاده می شود. عملکرد و ظرفیت حافظه بالایی را ارائه می دهد و برای برنامه هایی که نیاز به پردازش فشرده داده دارند مناسب است.
تفاوت بین معماری Arm64 و معماری AMD64
- تفاوت اصلی بین معماری arm64 و amd64 در طراحی آنها و اهدافی است که برای آنها بهینه شده‌اند. معماری Arm64 برای مصرف انرژی کم و دستگاه‌های تلفن همراه بهینه شده است، در حالی که معماری AMD64 برای عملکرد و برنامه های دسکتاپ/سرور بهینه شده است.
- تفاوت قابل توجهی بین معماری arm64 و amd64 مجموعه دستورالعمل آنها است. معماری Arm64 از مجموعه دستورالعمل RISC استفاده می‌کند، در حالی که معماری AMD64 از مجموعه دستورالعمل CISC استفاده می‌کند. مجموعه دستورات RISC دارای مجموعه دستورات کوچکتر و دستورالعمل‌های کمتری در هر برنامه است که در نتیجه زمان اجرای سریعتر را به همراه دارد. از سوی دیگر، مجموعه‌های دستورالعمل CISC دارای مجموعه دستورالعمل‌های بزرگ‌تر و دستورالعمل‌های بیشتری در هر برنامه هستند که در نتیجه زمان اجرای کندتر اما انعطاف‌پذیری برنامه‌نویسی بیشتر است.
- تفاوت دیگر این دو معماری، تعداد رجیسترهایی است که استفاده می‌کنند. معماری Arm64 دارای 31 رجیستر همه منظوره است، در حالی که معماری AMD64 دارای 16 است. رجیسترهای اضافی در معماری arm64 فضای بیشتری را برای متغیرهای رجیستر فراهم می‌کند، دسترسی به حافظه را کاهش می دهد و عملکرد را بهبود می‌بخشد.
- معماری Arm64 همچنین شامل پشتیبانی از دستورالعمل‌های SIMD می‌شود که امکان چندین عملیات روی داده‌ها را به طور همزمان فراهم می‌کند. معماری AMD64 شامل پشتیبانی از SSE، AVX و سایر مجموعه‌های دستورالعمل SIMD است که عملکرد مشابهی را ارائه می‌کنند.
- در نهایت، معماری arm64 شامل پشتیبانی از عملیات رمزنگاری است، در حالی که معماری AMD64 چنین نیست. این باعث می‌شود معماری arm64 برای دستگاه‌های ایمن مانند گوشی‌های هوشمند و سایر سیستم‌های تعبیه شده مناسب باشد.
نتیجه
در نتیجه، هر دو معماری arm64 و amd64 دارای ویژگی‌های منحصر به فردی هستند که آنها را برای اهداف مختلف مناسب می‌کند. معماری Arm64 برای مصرف انرژی کم، عملکرد بالا و دستگاه‌های تلفن همراه بهینه شده است، در حالی که معماری AMD64 برای عملکرد و برنامه های دسکتاپ/سرور بهینه شده است. این معماری ها دارای مجموعه دستورالعمل‌های مختلف، تعداد رجیسترها و پشتیبانی از دستورالعمل های SIMD و عملیات رمزنگاری از جمله ویژگی های دیگر هستند. درک تفاوت های بین این معماری ها برای انتخاب معماری مناسب برای یک دستگاه محاسباتی یا برنامه خاص ضروری است.
