Arquitectura x86 frente a ARM

ARM Holdings, originalmente Acorn RISC Machine, y más tarde Advanced RISC Machines, tiene una historia que abarca varias décadas y está marcada por su transición de fabricante de ordenadores a proveedor de propiedad intelectual (PI) de semiconductores, que ha influido significativamente en el mercado tecnológico mundial.

1983-1990: Formación y primeros años

• ARM se creó originalmente como una empresa conjunta entre Acorn Computers, Apple Computer (ahora Apple Inc.) y VLSI Technology para desarrollar un nuevo tipo de arquitectura de procesador. Esto se debió en parte a la necesidad de Acorn de un chip potente para su nueva línea de ordenadores personales.
• El ARM1, su primer procesador, se completó en 1985 y se utilizó en los ordenadores de Acorn.

1990-2000: Expansión y licencias

• El modelo de negocio de ARM se orientó hacia la concesión de licencias de núcleos IP de bajo consumo a otras empresas. Este modelo tuvo éxito y desde entonces ha sido adoptado por numerosas empresas tecnológicas.
• Los procesadores de bajo consumo de ARM se hicieron populares para dispositivos móviles. Muchas empresas adquirieron la licencia de sus diseños para utilizarlos en PDA y en los primeros smartphones.

2000-2010: Dominio de los dispositivos móviles

• En la década de 2000, la arquitectura de ARM se convirtió en el estándar de facto para los procesadores de dispositivos móviles gracias a su eficiencia energética, crucial para los dispositivos con batería.
• ARM Holdings salió a bolsa, lo que consolidó aún más su base financiera y permitió una expansión más agresiva.

2010-2020: Expansión a nuevos mercados

• Los procesadores ARM empezaron a utilizarse más allá de los teléfonos móviles, incluyendo tabletas, sistemas integrados e incluso algunas aplicaciones de servidor.
• El Internet de las Cosas (IoT) se convirtió en un área de crecimiento importante para ARM, con sus arquitecturas siendo utilizadas en una amplia variedad de dispositivos conectados.

2020-Actualidad: Adquisiciones y nuevos horizontes

• En 2016, ARM Holdings fue adquirida por SoftBank Group por 24.300 millones de libras. La inversión de SoftBank permitió a ARM seguir nuevas vías de investigación y desarrollo.
• En 2020, NVIDIA anunció sus planes de adquirir ARM a SoftBank por 40.000 millones de dólares, aunque esta adquisición se enfrentó al escrutinio regulatorio de varios países.
• ARM sigue innovando en el campo de los procesadores móviles y ahora está desafiando el tradicional dominio x86 en el mercado de la informática personal con empresas como Apple adoptando la arquitectura ARM para su nuevo chip M1 en la línea de ordenadores Macintosh.

A lo largo de su historia, el exclusivo modelo de negocio de ARM, consistente en conceder licencias de su arquitectura en lugar de fabricar sus propios chips, ha permitido la adopción generalizada de sus tecnologías, convirtiéndola en una de las arquitecturas más extendidas en los mercados de procesadores móviles e integrados.

Veamos las principales diferencias entre ambas arquitecturas de chipset

arquitectura x86:

• Enfoque CISC: x86 se basa en Complex Instruction Set Computing (CISC), lo que significa que dispone de un rico conjunto de instrucciones, algunas de las cuales pueden ejecutar tareas complejas en una sola instrucción.
• Consumo de energía: Normalmente, los procesadores x86 consumen más energía, lo que puede hacerlos menos ideales para dispositivos alimentados por batería.
• Rendimiento: Debido al enfoque CISC, los procesadores x86 suelen tener velocidades de reloj más altas y un mejor rendimiento para tareas informáticas complejas.
• Compatibilidad con software heredado: La arquitectura x86 tiene una larga historia en la informática de sobremesa y de servidor, lo que garantiza una amplia compatibilidad con una amplia gama de software heredado.
• Dominio de los fabricantes: Intel y AMD son los principales fabricantes de procesadores x86.

Arquitectura ARM:

• Enfoque RISC: ARM utiliza Reduced Instruction Set Computing (RISC), que simplifica el diseño del procesador mediante el uso de instrucciones más sencillas que pueden ejecutar tareas de forma más eficiente, aunque suelen requerir más instrucciones para tareas complejas.
• Eficiencia energética: Los procesadores ARM son conocidos por su eficiencia energética, lo que los hace adecuados para smartphones, tabletas y otros dispositivos móviles.
• Rendimiento por vatio: Los diseños ARM ofrecen un mejor equilibrio entre rendimiento y consumo de energía, lo que a menudo se traduce en una mayor duración de la batería de los dispositivos.
• Personalización: ARM Holdings licencia la arquitectura ARM a otras empresas, lo que les permite crear diseños de chips personalizados que satisfagan sus necesidades específicas.
• Ubicuidad en dispositivos móviles: ARM es la arquitectura dominante en los dispositivos móviles por sus características de eficiencia energética y rendimiento.

Diferencias clave:

• Conjunto de instrucciones: los procesadores x86 tienen un conjunto de instrucciones más amplio y complejo que el de los procesadores ARM, más sencillo y simplificado.
• Consumo energético: los procesadores x86 suelen ser menos eficientes energéticamente que los procesadores ARM.
• Características de rendimiento: los procesadores x86 suelen ser más rápidos para aplicaciones de un solo subproceso gracias a su mayor velocidad de reloj, pero los procesadores ARM pueden ser más eficientes en escenarios multihilo y ofrecer un mayor rendimiento por vatio.
• Aplicación: x86 se utiliza tradicionalmente en ordenadores de sobremesa, portátiles y servidores, mientras que ARM se emplea en dispositivos móviles y se está adoptando cada vez más en servidores y ordenadores de sobremesa y portátiles (por ejemplo, el chip M1 de Apple para Mac).
• Control del hardware: ARM ofrece más flexibilidad a los fabricantes para integrar sus propias innovaciones de hardware, mientras que los fabricantes de x86 son más rígidos en sus ofertas de diseño.

Ambas arquitecturas evolucionan con rapidez: x86 mejora en eficiencia energética y ARM en rendimiento. Esta convergencia está dando lugar a un panorama más competitivo, como demuestra la entrada de ARM en mercados tradicionalmente dominados por x86, como portátiles y servidores.

empresas x86:

• Intel Corporation: El principal fabricante de procesadores x86, conocido por su serie de CPU para ordenadores y servidores, incluidas las series Core, Xeon y Pentium.
• Advanced Micro Devices (AMD): el principal competidor de Intel en el espacio x86, conocido por sus series de procesadores Ryzen, Threadripper y EPYC.

Empresas ARM:

• ARM Holdings (ahora parte de NVIDIA, antes SoftBank): No fabrican CPU, sino que licencian la arquitectura ARM a otras empresas que luego diseñan sus propios procesadores basados en esta arquitectura.
• Apple Inc: Con la introducción de su chip M1, Apple se ha convertido en un actor importante en el mercado de procesadores basados en ARM, utilizando la arquitectura para su línea de MacBooks, iMacs y ordenadores Mac mini.
• Qualcomm Technologies: Conocidos por su serie Snapdragon, estos procesadores basados en ARM se utilizan ampliamente en teléfonos inteligentes, tabletas y otros dispositivos móviles.
• Samsung Electronics: Diseña procesadores Exynos basados en ARM que alimentan una gran variedad de dispositivos, incluidos smartphones y tabletas.
• MediaTek: Empresa que diseña procesadores para una amplia gama de dispositivos móviles y es conocida por sus chips basados en ARM.