Hoje, a maioria dos dispositivos de computação provavelmente possui um processador usando o design x86^{(x86 design)} , como os processadores Intel, ou o design ARM (Advanced RISC Machine)^{(ARM (Advanced RISC Machine) design)} como na CPU em seu smartphone ou tablet. CPUs ARM^{(ARM CPUs)} também estão chegando aos laptops. 

Hoje em dia você pode escolher entre um computador com processador Intel^(Intel) ou AMD ( x86 ) ou um dispositivo com processador ARM . Então, quando se trata de processadores ARM^(ARM) vs. Intel , qual é o melhor?

ARM vs. Intel: origens diferentes

As CPUs^(CPUs) modernas baseadas em Intel e ARM podem rastrear suas tecnologias até os primeiros chips em computadores lançados no mercado no início dos anos 80, especificamente o Acorn Computers BBC Micro e o Intel 8088 encontrados no primeiro IBM PC. Estes abriram o caminho para os dois principais designs de CPU dos tempos modernos. 

É importante notar que, embora tenham duas linhas evolutivas separadas, elas convergem no que usamos essas CPUs para hoje.

RISC vs CISC

Sob o capô, a principal diferença entre uma CPU baseada em ^(CPU)Intel e ARM é o tipo de instrução que cada dispositivo entende. CPUs baseadas em ARM são dispositivos RISC (Reduced Instruction Set Computer) e CPUs Intel são dispositivos CISC (Complex Instruction Set Computer) . Os projetos RISC^(RISC) e CISC diferem em como os processadores fazem seu trabalho. Nas CPUs Intel (e AMD ) , eles usam um conjunto de instruções CISC conhecido como x86.

No entanto, a maioria de seus pontos fortes e fracos vem do fato de que os dispositivos RISC lidam com instruções curtas, simples e de comprimento uniforme, enquanto os dispositivos CISC combinam muitas instruções em instruções longas e complexas processadas de uma só vez.

Compatibilidade de software

Os processadores Intel^(Intel) não conseguem entender o código ARM e vice-versa. Portanto, o sistema operacional e o software devem ser escritos especificamente para um tipo de processador. 

É possível que um software destinado a um tipo de CPU seja executado no outro, mas isso geralmente traz grandes penalidades em desempenho e ineficiência. 

A exceção a isso é o software de tradução de código Rosetta 2 da Apple . Suas CPUs ARM^{(ARM CPUs)} personalizadas foram projetadas especificamente com o Rosetta 2 em mente e permitem uma execução de software quase perfeita projetada para Macs baseados em Intel . No geral^(Overall) , a penalidade de desempenho com o Rosetta 2 é baixa, embora não seja perfeita. 

Um exemplo mais típico são os dispositivos Surface baseados em ARM da Microsoft. ^{(ARM-based Surface)}Quando eles tentam executar o código x86 por meio de emulação, o impacto no desempenho é tão grave que o software pode ficar inutilizável.

Consumo de energia

A vantagem significativa das CPUs baseadas em ARM sobre Intel e outros processadores x86 é o consumo de energia. Acontece que a abordagem RISC , juntamente com a inovação específica do design da ARM , torna ^(ARM)CPUs incrivelmente econômicas . É por isso que a ARM dominou os mercados de smartphones e tablets.

É por isso que você pode obter 24 horas ou mais do seu telefone, enquanto seu laptop Intel com sua bateria maior pode durar apenas algumas horas, se você tiver sorte. Claro, se você for com um M1 Mac , poderá obter cerca de 20 horas de reprodução de filmes, o que é muito impressionante para um laptop.

Desempenho puro

Quando você tira o consumo de energia da equação, como com um computador conectado à rede elétrica, a Intel e outros processadores x86 CISC pisam em todas as ^{(x86 CISC)}CPUs RISC^{(RISC CPUs)} baseadas em ARM .

Mas, como tanto dinheiro está sendo investido no desenvolvimento de CPUs ARM^{(ARM CPU)} graças ao surgimento de smartphones e tablets, o desempenho das CPUs ARM^{(ARM CPUs)} vem aumentando exponencialmente a cada geração. 

Os smartphones de médio^(Mid-range) porte já ultrapassaram o limite “bom o suficiente” em termos de poder de computação e são poderosos o suficiente para atender às necessidades do usuário no dia-a-dia.

Desempenho por Watt

Se mudarmos a narrativa para quanto trabalho uma CPU ARM^{(ARM CPU)} pode fazer para cada watt de energia que consome, as coisas não parecem tão boas para CPUs Intel^{(Intel CPUs)} x86 . Embora empresas como a Intel^(Intel) tenham trabalhado arduamente para criar modelos eficientes em termos de energia de suas CPUs , ainda há uma lacuna.

Considere a comparação acima. O Intel i7-9750H tem um TDP de^{(Thermal Design Power)} 45W enquanto o Snapdragon 888 tem um ^{(Snapdragon 888)}TDP de 10W . No entanto, o 888 está ao alcance de seu desempenho de referência.

A CPU ARM^{(ARM CPU)} ainda consegue corresponder a 75% da pontuação da CPU Intel de laptop de última geração quando todas as pontuações estão ativadas. Lembre-se de que a CPU ARM^{(ARM CPU)} não possui resfriamento ativo e está aninhada dentro de um smartphone. Para um laptop grande com resfriamento ativo e mais de quatro vezes o TDP ter uma vantagem de desempenho relativamente pequena, demonstra claramente a diferença de desempenho por watt entre essas tecnologias. 

Simetria do núcleo

Uma vantagem interessante no lado ARM é o uso de núcleos de CPU^{(CPU cores)} assimétricos . Intel e outros processadores x86 têm vários núcleos, mas idênticos. No entanto, é comum que CPUs ARM^{(ARM CPUs)} tenham vários núcleos, mas diferentes. 

Por exemplo, uma CPU ARM^{(ARM CPU)} de 8 núcleos em um smartphone pode ter quatro núcleos de baixo consumo que são rápidos o suficiente para tarefas diárias, como navegar na web, assistir a um vídeo, ouvir música e lidar com pequenas tarefas em segundo plano. Assim que você inicia um videogame ou começa a fazer trabalhos de criação de conteúdo, como edição de fotos, as quatro CPUs de alto desempenho entram em ação .

Isso significa que você pode ter a vantagem de alto desempenho de pico em rajadas curtas conforme necessário e também desfrutar de uma longa vida útil da bateria calculada em um ciclo de carga da bateria.

A ARM é o futuro?

A principal questão que colocamos quando se trata dessas tecnologias de CPU foi “ Qual^(Which) é o melhor?” e como você pode esperar a resposta é “depende”. Podemos dizer com certeza que as CPUs x86 Intel ^(CPUs)(^(Intel) e AMD ) governam sempre que a energia não é um problema. Portanto, se estiver conectado à parede e não depender de uma bateria para funcionar, essas são as CPUs a serem usadas.

Hoje, no mundo dos computadores portáteis, as coisas não são tão claras. A maior desvantagem do ARM^(ARM) não é o desempenho, mas a compatibilidade do software. Isso é algo que a Apple resolveu com o Rosetta 2 e para a Microsoft é uma alta prioridade. Supondo que o software seja executado em um sistema ARM sem perda significativa de desempenho (se houver), ele oferece o melhor equilíbrio entre desempenho e duração da bateria.

Quando bem feito, você obtém um computador como o M1 MacBook Pro . É mais do que poderoso o suficiente como um computador de uso geral e pode até mesmo assumir tarefas profissionais, como edição de vídeo^{(video editing)} - um nível de desempenho que pode sustentar por 20 horas com bateria! Se você quiser mais informações sobre o M1, confira M1 vs i7: The Benchmark Battles .

ARM vs. Intel Processors: Which Is The Best?

Today, most computing devices are likely to еither have a рrocesѕоr using the x86 design, like Intel processors, or the ARM (Advanced RISC Machine) design as in the CPU in your smartphone or tablet. ARM CPUs are also making it into laptops. 

These days you can choose between a computer with an Intel or AMD processor (x86) or a device with an ARM processor. So when it comes to ARM vs. Intel processors, which is better?

ARM vs. Intel: Differing Origins

Modern Intel and ARM-based CPUs can trace their technologies back to early chips in computers brought to market in the early 1980s, specifically the Acorn Computers BBC Micro and the Intel 8088 found in the first IBM PC. These paved the way for the two main CPU designs of modern times. 

It is important to note that while they have two separate evolutionary lines, they converge in what we use these CPUs for today.

RISC vs CISC

Under the hood, the main difference between an Intel and ARM-based CPU is the type of instruction that each device understands. ARM-based CPUs are RISC (Reduced Instruction Set Computer) devices and Intel CPUs are CISC (Complex Instruction Set Computer) devices. RISC and CISC designs differ in how processors do their work. In Intel (and AMD) CPUs they use a CISC instruction set known as x86.

However, most of their strengths and weaknesses come from the fact that RISC devices handle short, simple, uniform-length instructions while CISC devices combine many instructions into long, complex instructions processed all at once.

Software Compatibility

Intel processors can’t understand ARM code and vice versa. So, the operating system and software have to be written specifically for one type of processor. 

It is possible for software meant for one type of CPU to be run on the other, but this usually comes with large penalties in performance and inefficiency. 

The exception to this is Apple’s Rosetta 2 code translation software. Their custom ARM CPUs have been designed specifically with Rosetta 2 in mind and allow for near seamless software execution designed for Intel-based Macs. Overall, the performance penalty with Rosetta 2 is low, while not being perfect. 

A more typical example is Microsoft’s ARM-based Surface devices. When these try to run x86 code through emulation, the performance impact is so severe that the software may be unusable.

Power Consumption

The significant advantage of ARM-based CPUs over Intel and other x86 processors is power consumption. It turns out that the RISC approach along with the specific innovation of ARM’s design makes for incredibly frugal CPUs. This is why ARM has dominated the smartphone and tablet markets.

It’s why you can get 24 hours or more from your phone, while your Intel laptop with its larger battery may only last a few hours, if you’re lucky. Of course, if you go with an M1 Mac, you can get close to 20 hours of movie playback, which is very impressive for a laptop.

Pure Performance

When you take power consumption out of the equation, as with a computer plugged into the mains, Intel and other x86 CISC processors stomp all over ARM-based RISC CPUs.

But, since so much money is going into ARM CPU development thanks to the rise of smartphones and tablets, the performance of ARM CPUs has been increasing exponentially with each generation. 

Mid-range smartphones have now passed the “good enough” threshold in terms of computing power and are powerful enough to meet user needs on a day-to-day basis.

Performance Per Watt

If we change the narrative to how much work an ARM CPU can do for every watt of energy it consumes, things don’t look so good for x86 Intel CPUs. Although companies like Intel have worked hard to make power-efficient efficient models of their CPUs, there’s still a gap.

Consider the above comparison. The Intel i7-9750H has a 45W Thermal Design Power (TDP) while the Snapdragon 888 has a 10W TDP. Yet, the 888 comes within reach of it’s benchmark performance.

The ARM CPU still manages to match 75% of the high-end laptop Intel CPU’s score when all scores are engaged. Keep in mind that the ARM CPU has no active cooling and is nestled inside a smartphone. For a large laptop device with active cooling and more than four times the TDP to have such a relatively small performance advantage starkly demonstrates the performance-per-watt difference between these technologies. 

Core Symmetry

An exciting advantage on the ARM side of things is the use of asymmetrical CPU cores. Intel and other x86 processors have multiple, but identical, cores. However, it’s common for ARM CPUs to have multiple, but different, cores. 

For example, an 8-core ARM CPU in a smartphone may have four low-power cores that are fast enough for everyday tasks such as browsing the web, watching a video, listening to music and handling small background tasks. As soon as you start up a video game, or begin doing content creation work like photo editing, the four high-performance CPUs kick in.

This means that you can have the advantage of high peak performance in short bursts as needed and also enjoy long battery life averaged out over a battery charge cycle.

Is ARM the Future?

The main question we posed when it comes to these CPU technologies was “Which is the Best?” and as you might expect the answer is “it depends”. We can say with certainty is that x86 Intel (and AMD) CPUs rule whenever power is a non-issue. So if it’s plugged into the wall and doesn’t rely on a battery to work, these are the CPUs to go for.

Today, in the portable computer world, things aren’t quite as clear. ARM’s biggest drawback isn’t performance, but software compatibility. This is something that Apple has solved with Rosetta 2 and for Microsoft is a high priority. Assuming that software will run on an ARM system without significant (if any) performance penalty, it offers the best balance of performance vs battery life.

When done right, you get a computer such as the M1 MacBook Pro. It is more than powerful enough as a general-purpose computer and can even take on professional tasks such as video editing — a level of performance it can sustain for 20 hours on battery! If you want more information on the M1, check out M1 vs i7: The Benchmark Battles.

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