以骁龙845为例 比较X86与ARM真正的区别

高通马上要推晓龙855，华为也要推出麒麟980处理器了，通过媒体的泛滥宣扬，感觉到现在手机端的处理器真是越来越强大了，有很多人应该都有疑问，如此强大的ARM架构的移动处理器现在到底相当于x86的哪个级别的处理器？

带着疑问，我们找到了几个知乎大神的解答，推送给大家。以晓龙845为例，主要通过理论分析的方法来做出比较。

虽然是以骁龙845来做比较，但我认为要比的应该是CPU，最多再带个GPU的对比，至于845相当于Intel哪个处理器，无非就是要跨平台对比一下，但是问题在于尽管性能可以使用标准C/C++规范编写相应的通用计算项目来计算（比如geekbench，比如SPEC），但是由于他们往往运行在不同的平台，所以对于他们的差异民间一直都有各种说法，通过个人体验，模拟器，游戏画面来衡量的说法层出不穷，但实际上，如果只是理论比较，其实已经没有太大难度。

很多人说很难看到结论，所以我把结论放在前面，A75的845在大的架构设计规模上更接近Nehalem，比如ROB条目128，后端执行单元Intel有大量复用端口的计算单元，执行单元规模相比A75互有高低，但A75复用的程度低，某些情况效率更高，向量计算能力也接近SSE4的Nehalem，也就是一代酷睿i系列，在很多细节上有一定改进，某些方面能接近Sandy bridge，所以理论上能达到同频率的一代酷睿i或者二代酷睿i系列之间的性能，相比同样是三发射的apollolake和Gemini Lake，A75的ROB和后端执行单元也稍有优势，但是某些方面较差，比如APL和Gemini lake都有3个ALU，A75只有2个，所以严格地说A75也是Gemini Lake左右的架构产品。

X86与ARM真的区别很大吗？

如果你问他们的出身，那他们的确有很大区别，很多人会说CISC或者RISC的区别，但事实上X86历经40年，ARM已经30多年了，如果会傻到不吸取对方优秀的特性，那他们早就被淘汰了，如今X86和ARM在架构和执行单元层面已经有大量相似之处，排除内存模型一个还在用TSO-Modle，一个用weak-modle外，ARM和X86已经高度接近，IntelCPU从486开始就已经有了RISC的影子，从奔腾开始一个新的复杂译码逻辑电路开始加入到CPU前端，它会将CISC指令翻译为RISC风格的指令，这被称为μop，之后处理器的前后端就会按一个乱序RISC处理器一样执行，同样ARM处理器也在A9开始拥有了乱序超标量流水线，A8开始有了NEON向量指令集，如今ARM处理器也有了共享式的三级缓存，所以，纠结ARM和X86是精简还是复杂意义不大，归根结底还是架构设计到底多大规模，执行一些使用标准C/C++语句编译出来的benchmark 表现出来的性能说话。

A75与Intel哪个架构最接近

A75简单的一个架构流水线框图，前端解码宽度为3，dispatch总计高达9μops（6个标量，3个向量），实际乱序重排窗口（ROB）条目数和A72/73一样，都是128，后端EU 8个，三个向量EU，2个int标量EU和2个内存子系统EU（Load/store）以及一个双倍的分支跳转单元，其中两个NEON FP单元（其实应该是执行计算的单元，不仅仅是浮点）实现1X128 MUL+1X128 ADD，或1X128 FMA。

那Intel这边的架构呢，Intel架构近年演进大致如下

从架构层面来说nehalem/sandy bridge/haswell/Skylake是新架构，这些架构有明显的改变，我们先来看Skylake，目前Intel最先进的架构

前端解码宽度为5（4简单1复杂），但由于实际执行和分发单元的限制，SKL依旧是4发射处理器，乱序重排缓冲区高达224条目，后端与A75一样，8个EU端口，但是每个端口挂的计算单元就很多了，比如A75分开挂载的NEON向量单元和标量int单元，在Intel这端口0，1，5具备同时有向量和标量单元的特点，同时，Intel SKL的内存子系统端口2.3.4.7,2个可以实现L/S，另外两个分别实现STD（store data）和STA（store address），显示Intel处理器同时会拥有较好的内存性能，同时向量和标量单元大量复用同一个端口，表现Intel认为这样能做到最大化的后端利用率，这一点与之相反的是9810拥有12个后端EU

这样看来，A75是比不过SKL的，实际上，即使是GB4上，单核2.8Ghz的A75也就2400分，而SKL 3.2Ghz就能做到4000分。

那接下来我们再看Haswell，

类似SKL那样的架构流水线图我暂时没有那么好的图，但是大致来说，相比SKL，ROB条目数从224降为192，前端解码宽度从5变成4（3简单1复杂），（依旧4发射），寄存器，allocation深度，都有下降，后端EU依旧是8端口，0.1.5三个端口依旧同时挂载向量和标量单元，依旧是2.3.4.7四个端口负责内存子系统，但是值得注意的是，Haswel开始intel主流处理器开始拥有2个FMA 256bit向量单元（端口0.1）但是与SKL不同的是，如果执行向量浮点加法只有端口1才能实现，端口0的FMA单元不能执行向量浮点加法，所以HSW/BDW的向量浮点加法是1X256峰值，乘法是2X256，乘加混合峰值是2X256 FMA，但是SKL则是2个FMA单元所在端口均可执行向量浮点加法

总的来说，HSW作为4发射，192ROB，8EU，双256 FMA，4内存子系统EU的处理器，架构依旧优秀于A75，根据Intel数据，SKL比HSW IPC平均高14-15%，所以按这样去换算GB4成绩，HSW依旧IPC高于A75。

HSW之前的便是SNB架构

SNB的情况很明显了，之前上面的图也有写SNB和HSW的对比，相比之下，寄存器，分发队列深度，ROB进一步下降，ROB数目为168（就这样还比A75多），前端依旧为四指令解码，但是这里可以看出，SNB的后端端口只有6了，这样在后端执行效率上A75有了一定机会追赶，同时内存子系统下降为3,2个L/STA，1个STD，这样来看内存性能并不会比A75高太多，同时Intel一直将branch，JMP，shuffle之类的单元与计算单元挂在同一个端口，虽然大幅提高了后端端口利用率，但是这样也在某些情况成为瓶颈，根据Intel数据，HSW又比SNB高了14-15%的IPC

同时SNB的向量单元下降为1X256 FP ADD/1X256 FP MUL/2X256 MUL+ADD（无FMA），向量int则为128bit（AVX2开始整数SIMD才升级为256）

从intel公布的IPC来看，SKL要比SNB IPC高30%以上，如果按GB4 4000分/3.2Ghz换算，假设完全符合Intel的数据，且频率对性能影响呈线性，SNB 2.8Ghz的GB4成绩大约为2600-2700分，这样算是很接近A75了，我查了一下，2410M（单核2.9Ghz）就是2700分左右，说明还是很准的。

最后便是NHM，

NHM的ROB终于减到128，前端解码宽度依旧为4,（3简单1复杂），总的μops为7（A75 9），同时NHM也没有了AVX，SSE SIMD向量宽度和NEON一样是128bit，执行1X128 FADD/1X128 FMUL，无FMA，同时6个后端执行端口，总体来说A75的架构指标和NHM接近，包括向量单元，根据Intel数据，SNB比NHM IPC高11%，这样依旧按GB4来推，2600/2700减去11%，大概的确和A75的GB4成绩很接近，而这从架构层面也是大致说得通的。

相比之下现今的Apollo Lake的Goldmont（包括Gemini Lake的Goldmont+，两者略有不同）更接近A75，比如前端三解码宽度，后端retired宽度增加到4,48-scheduler entries（介于NHM与SNB之间），后端来看Goldmont+也是8EU，4ALU，2FP ALU，1个L/S和一个AGU，Intel提到ROB会更大，但是并没有说明实际数值。

Goldmont

Goldmont+

GB4可靠吗？

我认为GB4的测试项目不是什么大问题，因为他有FFT和GEMM项目，这些项目支持到了AVX-512指令集，这足以让一堆古董测试软件汗颜，如果X86派喜欢安慰自己，看看GEMM和FFT成绩足以满足你的需要，当然ARM也可以堆SIMD单元，苹果的SIMD成绩依旧不差，从他的编译角度来说，Windows使用VS2015编译为windows运行程序（没用X86最快ICC）苹果用Xcode，测试内容从PDF，HTML，到ray-trace/FFT/GEMM，我认为这些项目是没什么大问题的，相对来说，Geekbench的问题是很多项目测试时间太短，以致于性能超强的处理器重载时间极短甚至没来得及重载就结束了，但是项目我认为不是什么问题，很多成绩其实也可以解释的通

14核7940X只比8核7820X多了这么一点点

Intel官方的IPC变化数据（见右图），SKL相比BDW高10%（见最上面的SKL架构流水线图）

所以从架构角度来说，A75的845和NHM/SNB架构比较接近，相当于4核NHM-SNB（当然还要看A75四大核全开的频率）而且因为设计的时代A75更晚，高通可以规避很多当初设计的一些问题，某些方面效率更高），但是也不代表ARM就没有猛男，苹果A11的架构（严格的说A7就是了）和9810的架构就是一个很多方面超过SKL的规模的胖核心，而很多人说那为什么835跑win10那么差，这里要提到一个往事，

Transmeta公司曾经对x86指令集的Emulation（Emulation这个词很难翻译）。简单地说，Emulation就是把x86指令集看成一个虚拟机的指令集，然后用类似JIT编译器的技术

如今最广为人知的Emulator是Qemu，x86、MIPS、PowerPC、Sparc、MC68000它都可以支持。一般而言，Emulation会导致性能下降一个甚至若干个数量级，根本不足为虑。

1995年，Transmeta公司成立，经过艰苦的秘密研发，于2000年推出了Crusoe处理器，用Emulation的方式，在一款VLIW（超长指令字）风格的CPU上执行x86的程序，这样就规避了没有x86指令集授权的问题。Transmeta的牛X在于，虽然是Emulation，但实现了相对接近Intel处理器的性能，同时功耗低很多。2000年年底Transmeta的IPO大获成功，其风光程度，直到后来谷歌IPO的时候才被超过。

Transmeta最后还是失败了，Intel在渠道上打压它是次要原因，性能不足是主要原因。虽然VLIW在90年代中后期被广为推崇，但事实证明，它的性能比起乱序执行的超标量架构，还是差一截。

而微软也是用了这么一个技术，实现了直接的骁龙835运行原本编译为X86指令集的程序，但是这样不可避免性能要下降，而且未经许可翻译别人的ISA做CPU是有违反专利可能的，为此，Intel在去年发表博客 Intel's X86: Approaching 40 and Still Going Strong。

细数X86扩展的同时也强调专利问题，暗指某些公司试图仿真X86 ISA（try to emulate Intel’s proprietary x86 ISA without Intel’s authorization），不过实践证明，这样的仿真并没有真正构成侵犯专利，高通和微软这样做造成的性能损失已经比直接使用虚拟机好很多，但是内存模型导致的差异，Emulation造成的性能损失不可避免。

作者：AiHaibara

由于搭载骁龙845的Windows设备还没出现，可以用骁龙835做一个推测。

目前骁龙835已经被用在了笔记本上，跑Windows系统后，跑分大幅下降。这是现在市面上两款搭载骁龙835的笔记本，华硕NovaGo和惠普Envy X2，跑分差不多单核850，多核3000上下。

华硕NovaGo跑分

▲惠普Envy X2跑分

我们都知道安卓系统下，骁龙835跑分是单核1900左右，多核6500左右，而骁龙845是单核2400左右，多核8500左右。单核和多核分别差不多有25%和30%的提升，按照这个提升幅度，推测骁龙845跑Windows系统大概是单核1100左右，多核4000左右。Windows系统下符合这个分数的英特尔处理器大概是奔腾N4200，赛扬J3455这种低频U的水平。主频过2GHz的奔腾或赛扬单核分数就很高了。

像超低压版的i5-4300Y，骁龙845也就凭借多出四倍的核心数和两倍的线程在多核分数持平，单核完全被按在地上摩擦。

总之骁龙845虽然放手机里很强，但是和电脑处理器还是没法比，不是一个级别的东西。 以上均为个人的推测观点。

作者：张杀猪

定调:845综合性能肯定是远远不如高端桌面平台的，目测大概是CM水平。量化方式基本就是整数浮点内存带宽IO速度，GPGPU通用计算纹理顶点等等。

这个答案给我最大的启示就是，不要和“本不打算讲道理的人”讲道理。建议蜜汁尬杠的人先想一想什么是性能，什么决定了性能，只有在达成这一共识之后，接下来的讨论才有意义。

本题是讨论845相当于桌面的哪个档次，不是讨论手机电脑谁强，更不是讨论简单/复杂指令集的问题。从定位上来看，845最多算民用旗舰级，因为手机芯片本身定位的划定就没有桌面端复杂，和服务器端的E5并不是对应的，桌面端在定位上类似的最多就是民用i7，如果硬要讨论手机端和电脑端整体性能差距，那就对比845是i7 8700k的几分之一就行了，在市场占有率上这两者是比较普及的。如果硬要抬杠，arm端也不是没有服务器设备，非得说cisc或者risc什么的，建议抬出神威太湖之光（alpha是简单指令集的）。

另外提一下，这么多人张口闭口就说简单指令集什么的，我敢说至少有百分之八十的人除了几个词以外一无所知，根本不知道指令集是什么。

该问题以下，大量的反智答案和评论，很难想象科学如此普及的今天，玄学主义还如此盛行。

pps:和智商不够的人辩论本身就是我的失误，我强烈建议和我抬杠这种问题的人先把本科的数电模电过了，再学学简单的COMS相关，有条件读两年安卓开发，否则我说的术语连看都看不懂，直接瞎掰真绝了，说atom秒arm旗舰的被打脸之后，开始扯a11和至尊i7甚至i9强弱问题了，并且开始积极的百度出部分服务器处理器型号。在此奉劝一下，这是一个关于骁龙845性能的问题，我的答案也从来没那么极端的说秒这个那个的，从一开始我也就说845cpu性能基本六七代CM，初代i3到i5水平，抬杠的自行滚蛋，没时间和民科浪费，强烈建议卸载知乎，去今日头条淘宝头条秀优越。

ps：每一次受邀请回答问题，都是抱着一个和平交流的心态，然而总是有人试图无脑喷，那么我在此郑重重复一下，对于只用生殖器交流的人，我就只能尽力把对方生殖器赛进对方本人的呼吸道。

有些人确实很可恶，就好比连初中数学题都搞不定，非要去解本科难度的高阶偏微分线性方程，虽然自己完全不会算，但是却毫无根据的指责其他算出来的人不正确，并且完全不讲逻辑，上来就一句钦定不对。那么我很不友善的提醒一句，就您这两把刷子，just pee as the mirror（恶搞英语，不要当真）。

我水平不高，但是我不装逼啊，我不骂人啊，我不懂的我不说行吧。

对楼上某些答案。为什么你们愿意相信一个专门为x86架构设计的系统，能够完整发挥arm的性能？

说我连uwp都不知道，神tm逻辑，莫不是活在十年前，uwp用过吗你，这次835平板是虚拟机上的win10，可以运行32bit .exe应用的，win10uwp和win10都分不清，硬件软件常识都不知道就想来我答案下拉屎，还出来挂我，给你留点面子本来不想说太多，自己出来找丢人。果断拉黑。

科普一下：UWP即Windows 10中的Universal Windows Platform简称。即Windows通用应用平台，在Win 10 Mobile/Surface(Windows平板电脑）/PC/Xbox/HoloLens等平台上运行，uwp不同于传统pc上的exe应用,也跟只适用于手机端的app有本质区别。它并不是为某一个终端而设计，而是可以在所有windows10设备上运行。

对于挂我的那位，诺基亚lumia1520上那个才是uwp，不懂装懂别丢人了，uwp上跑分你见过吗，骁龙800GPU就吊打BT，cpu整数差不多，整个bt只有atom z3740以上才算凑合，845比800综合提升六倍不止，cpu提升不少于三倍，还提赛扬？起码来说845相当于core m档次，赛扬除了CPU多核跑分以外也没别的了。

我估计很多人非常难以接受，n多年前大几千配的电脑，还不如现在两千多块钱的手机。况且前者的功耗是后者的几十倍。

在目前的CMOS技术中，刨除英特尔，其他工艺基本上高频性能功耗比都不怎么地，比方说三星本代旗舰Exynos9810的 M3核心，采用三星10nmLPP工艺。在同样3w功耗下，单核心能跑到2.7GHz，双核心2.4，四核心则是1.8GHz，也就是说当频率到一个高度之后，再提高一点可能都要巨大的功耗代价。所以不要想当然的认为功耗高就性能强。

回到x86和ARM这样老生常谈的问题，我有一个答案愿意抛砖引玉，不太专业，但是可以作为一个科普的参考。

原文：用845带模拟器跑分，然后用赛扬跑原生win10，亏你们想的出来。还不如反过来跑安兔兔，被动散热的845手机能27万分，主动散热i5 6300h+950m开模拟器也就30万。用以上的逻辑就能认为i5 6300h等于845等于n3450了？i5 4210m等于835等于atom z8500？用赛扬以及核显开个模拟器打个崩坏3，刺激战场啥的让我见识一下。我五百块买的寨板赚大了。要怀疑最多也就是从跑分软件入手，这么双标真无解。

这就是传说中的arm版win10，Win10把x86转成arm让835跑，不知道有没有硬件编译层，本人英语一般，就不翻译了，大家自己看这效率和native比如何。目测还不如x86模拟器跑安卓。