La respuesta a la elección entre ARM y x86 para los dispositivos de su empresa ya no es tan simple como solía ser. Los procesadores ARM ahora se utilizan en computadoras de alto rendimiento, eliminando el concepto de que son menos potentes que los procesadores x86.
Sin embargo, los procesadores ARM de alto rendimiento siguen siendo un caso de uso marginal, generalmente fuera del alcance de las empresas que desean crear una flota de dispositivos económicos y potentes.
La arquitectura que elija a menudo determina el sistema operativo que puede usar y es esencial evitar el bloqueo del proveedor eligiendo el incorrecto.
El volumen de ventas de procesadores ARM vs. x86 sigue siendo bastante diferente, pero la adopción de notebooks con ARM continúa en aumento.
Entremos en ARM vs. x86 y veamos las principales diferencias y cuál podría ser más adecuada para el caso de uso de su empresa.
ARM vs. x86: ¿Cuál es mejor?
Los avances recientes en el rendimiento de ARM hacen que sea difícil comparar ARM vs. x86 usando estándares antiguos. Los procesadores ARM han favorecido típicamente la eficiencia energética, mientras que los procesadores x86 se utilizan principalmente en computadoras de alto rendimiento, pero algunas configuraciones de ARM ahora superan a las de x86.
Historia y presente de ARM vs. x86
Dos arquitecturas de procesamiento dominan el mercado informático: x86 vs. ARM.
Intel lanzó el microprocesador 8086 de 16 bits en 1978, seguido de varios sucesores que utilizaron «86» en sus nombres. Aunque x86 ahora se refiere típicamente a arquitecturas de 32 bits, el nombre x86 se mantuvo y se refiere específicamente a cualquier procesador que use el conjunto de instrucciones de arquitectura x86 (ISA).
Un «conjunto de instrucciones» es el conjunto de instrucciones en lenguaje máquina que operan esa arquitectura.
La arquitectura del procesador ARM vs. x86 surgió del entorno altamente competitivo de principios de la década de 1980, después de que IBM introdujera la IBM Personal Computer, que utilizaba un chip x86 producido por Intel.
Una empresa británica llamada Acorn Computers quería competir en ese mercado.
Acorn Computers
Acorn se propuso diseñar su propia CPU y nació la arquitectura ARM, que funciona de manera muy diferente a la arquitectura x86.
Durante muchos años, la respuesta típica a la pregunta «¿CPU ARM vs. x86?» era que los x86 eran más adecuados para computadoras de escritorio y de alto rendimiento, mientras que los chips ARM eran mejores para dispositivos móviles.
Esa percepción cambió cuando Apple lanzó sus chips M1 basados en ARM en 2020, seguidos por la poderosa serie M2 en 2022.
Pero no se puede simplemente ejecutar software escrito para la arquitectura x86 en un chip ARM. Apple lo logró porque es una empresa enorme con miles de desarrolladores que han creado herramientas para permitir que el software antiguo x86 funcione en el chip más nuevo.
Ejecutar software en ARM vs. x86 es como conducir un coche en una carretera versus en el agua. El software es el coche y el agua o la carretera es la arquitectura subyacente.
Para las pequeñas empresas, a menudo debe decidir qué arquitectura usar desde el principio para sus sistemas operativos, dispositivos y software para evitar incompatibilidades en el futuro.
Arquitectura ARM vs. x86
La arquitectura ARM vs. x86 difiere significativamente, afectando el costo de producción de cada CPU y su rendimiento final.
Tres diferencias principales en las arquitecturas ARM vs. x86 son:
- Sus conjuntos de instrucciones.
- Cómo acceden a la memoria.
- Su énfasis (eficiencia frente a rendimiento).
Conjuntos de instrucciones
ARM utiliza Reduced Instruction Set Computing (RISC), mientras que x86 utiliza Complex Instruction Set Computing (CISC).
RISC tiene muchas menos instrucciones que CISC y cada instrucción básica se ejecuta en un solo ciclo de reloj. Las instrucciones de CISC pueden ser complejas y realizar múltiples tareas en una sola instrucción. El conjunto de instrucciones complejo de CISC hace que los chips x86 sean más difíciles de diseñar porque el chip debe ser capaz de tener en cuenta las instrucciones complejas, lo que hace que los chips x86 sean típicamente más caros.
Debido a que RISC utiliza instrucciones simples y tiende a usar menos energía por instrucción, esto hace que los chips ARM sean ideales para dispositivos que necesitan una mayor duración de la batería.
Acceso directo a registros y memoria
RISC es centrado en registros, mientras que CISC enfatiza el acceso a la memoria.
CISC contiene instrucciones para acceder directamente a la memoria, como el opcode MOV. RISC no permite el acceso directo a la memoria; debe mover los datos hacia y desde un registro para trabajar con esos datos.
El énfasis de RISC en el acceso a registros contribuye a la eficiencia energética de los procesadores ARM.
Diferente énfasis
La principal diferencia a alto nivel entre ARM vs. x86 es que ARM (RISC) favorece la simplicidad y la ejecución rápida de instrucciones individuales. Y x86 (CISC) prioriza instrucciones más complejas.
Como tal, los compiladores deben trabajar más para hacer que el código de alto nivel funcione en dispositivos ARM. En los dispositivos x86, el procesador puede optimizar el código de máquina aprovechando el microcódigo, una capa debajo del conjunto de instrucciones x86 que determina la mejor manera de ejecutar una instrucción en el nivel de hardware más bajo.
Esta es otra razón por la cual los procesadores x86 son más difíciles de crear. También significa que el código compilado para procesadores x86 puede resultar en binarios más grandes porque el compilador debe agregar más instrucciones al software en lugar de dejar que el hardware subyacente lo resuelva.
Diferencias de ARM vs. x86 para casos de uso empresarial
Además de las diferencias altamente técnicas entre ARM vs. x86, examinemos algunos problemas prácticos que afectan directamente a su negocio y la calidad de los dispositivos que necesita mantener.
Tres consideraciones cruciales de uso empresarial para elegir entre ARM vs. x86 son:
- Rendimiento.
- Compatibilidad de software.
- Costos inmediatos y a largo plazo.
Rendimiento de ARM vs. x86
Aunque es posible diseñar computadoras de alto rendimiento basadas en ARM, estas caen en la categoría de «casos de uso empresarial grande».
En general, los procesadores x86 tienen un rendimiento bruto mayor que los procesadores ARM. Esto significa que puede «enchufar y usar» su software en una CPU x86 y esperar que funcione bien independientemente de la cantidad de energía que use el dispositivo.
Los procesadores x86 generalmente operan independientemente de componentes periféricos como RAM y GPU. Pero los procesadores ARM fueron diseñados para empaquetar estos componentes adicionales en una unidad central. Es por eso que los procesadores ARM operan como parte de un System on Chip (SoC).
Los procesadores ARM deben ser diseñados con la eficiencia y compatibilidad de todos sus componentes en mente.
Aparte de casos de uso especiales, los chips ARM generalmente tienen un mejor rendimiento y mayor eficiencia energética en dispositivos más pequeños, por lo que ARM ha ganado la batalla ARM vs. x86 en el frente de los dispositivos móviles.
Para dispositivos con necesidades de poder bruto, como tareas pesadas de video intensivo o PCs para juegos, una configuración estándar de x86 generalmente funcionará mejor que una configuración estándar de ARM.
Compatibilidad de software ARM vs. x86
El otro aspecto crucial de elegir ARM vs. x86 es la compatibilidad de software. Esto se aplica tanto al software del sistema operativo como a las aplicaciones que se ejecutan en ese sistema operativo.
Los sistemas operativos diseñados para chips x86 no funcionarán en ARM y viceversa. Es el dilema de «coche en una carretera o coche en el agua» que mencionamos anteriormente.
Los SO deben comunicarse directamente con el hardware subyacente utilizando un conjunto de instrucciones específico para la arquitectura de la CPU de ese hardware. Por ejemplo, Android fue diseñado para funcionar en chips ARM. Si quisiera ejecutar Android en x86, tendría que portar todo el SO para que funcione en una arquitectura x86 o usar la Plataforma Virtual Intel Celadon para ejecutar una versión de Android como emteria.OS.
Subiendo desde el hardware, llegamos a aplicaciones específicas para ARM vs. x86. La respuesta a si este software funcionará en ARM vs. x86 es «depende».
El software creado en frameworks multiplataforma como Java o el framework .Net MAUI de Microsoft, que pueden operar de manera independiente del hardware, no debería ser un problema para ejecutar en ARM o x86.
Pero estos frameworks tienen limitaciones. .Net MAUI no se ejecuta en Linux y hacer que Java puro se ejecute en Android es más que un poco complicado. Además, no se ve muy bien.
Si su aplicación se integra profundamente con el hardware subyacente, como aplicaciones intensivas en GPU o aplicaciones que se dirigen directamente a registros y memoria, necesita crear versiones específicas para ARM vs. x86 de la aplicación.
Costos de ARM vs. x86
La última y altamente relevante diferencia de uso empresarial para ARM vs. x86 es el costo. Los dispositivos ARM son típicamente más baratos que los dispositivos x86.
La eficiencia energética de ARM también juega un papel importante en los costos a largo plazo si su flota de dispositivos consiste en miles de dispositivos que deben estar constantemente encendidos.
En un caso, una prueba de AWS EC2 ARM vs. x86 reveló que los procesadores basados en la nube ARM eran tanto más eficientes como más baratos.
ARM vs. x86 para Android
Android se ha convertido en un SO popular para dispositivos comerciales personalizados y es común ver Android en Raspberry Pi, un dispositivo con recursos muy limitados.
Android disfruta de un gran apoyo de una comunidad de desarrolladores activa y su dominio en el mercado móvil significa que los usuarios están familiarizados con su interfaz. Esto mejora la UX y la adopción.
Android tiene un enorme ecosistema de aplicaciones desarrolladas por usuarios que las empresas pueden aprovechar en lugar de desarrollar aplicaciones desde cero. Android fue diseñado explícitamente para dispositivos de baja potencia, lo que permite a las empresas usarlo en varias soluciones de Android integradas.
Todo esto constituye un excelente argumento para Android en dispositivos ARM, pero ¿qué pasa con x86? Los mismos argumentos que hacen de Android una excelente opción para ARM vs. x86—una excelente UX, una gran comunidad de desarrollo, etc.—también sirven como argumentos para usar Android en x86.
Android x86
Desafortunadamente, Android fue diseñado específicamente para dispositivos ARM. Existe un proyecto Android x86 de código abierto. Sin embargo, carece de un soporte amplio y ciertamente no serviría para soluciones empresariales que requieren opciones robustas de seguridad, gestión de dispositivos móviles (MDM) y actualizaciones de software por aire regulares.
La buena noticia es que emteria se ha asociado con Intel para apoyar su proyecto Celadon, que permite que Android se ejecute en arquitecturas x86 de Intel en una máquina virtual (VM). Configurar Celadon en sí mismo puede ser un desafío dependiendo del dispositivo en el que lo esté configurando, por lo que emteria también ofrece un asistente de configuración para configurar Celadon y beneficiarse de Android y las características y mejoras adicionales de emteria.
Eso hace que Android sea el único SO mainstream que funciona en ambas arquitecturas ARM vs. x86, liberándolo del bloqueo del proveedor si alguna vez decide cambiar de arquitectura.
Usar Android como su SO libera a su empresa de la dependencia de la arquitectura. A través de emteria y Celadon, Android puede ejecutarse en ambas arquitecturas ARM vs. x86. Si usa emteria, también puede usar Android en una amplia gama de configuraciones de hardware ARM y x86, brindándole una mayor libertad.