Differenze tra processori ARM e x86-64

Quali sono le differenze tra processori ARM e chip Intel x86 o 64, quali sono migliori su PC e smartphone

Agli inizi degli anni 2000 la sfida tra processori per computer riguardava due diverse architetture: i processori a 32 bit e i nuovi processori a 64 bit. Quest'ultima architettura è stata sviluppata in principio da AMD (con l'AMD Athlon 64, passato alla storia come il primo processore a 64 bit per il mercato consumer); con l'affermarsi di nuovi sistemi operativi e programmi a 64 bit anche Intel ha abbracciato la tecnologia a 64 bit, dando il via al dominio dei processori x86-64 (ancora oggi utilizzati nella maggior parte dei computer).

Con lo sviluppo e l'evoluzione degli smartphone un'altra architettura si è fatta avanti e ora lancia la sfida anche sui notebook e sui PC fissi: stiamo parlando dell'architettura ARM, particolarmente adatta ai dispositivi portatili perché a basso consumo energetico, semplice da costruire e da implementare su dispositivi molto piccoli, con transistor di dimensioni ridottissime e molti altri vantaggi in termini di energia (sono talmente poco energetici che non richiedono nessuna ventola di raffreddamento, anche quando sotto sforzo).

Siccome oggi gli ARM stanno diventando anche potenti, al punto che anche Apple sviluppa i suoi nuovi processori per Mac e MacBook su architettura ARM, è interessante capire adesso che differenza c'è tra processori e ARM, quali sono i migliori per PC e smartphone e quali caratteristiche gli ARM hanno rispetto i processori Intel x86-64.

LEGGI ANCHE: Differenze tra processori Intel e AMD e CPU Intel Core i9, i7 e i5

Differenze fisiche tra processori x86-64 e ARM

I processori x86-64 sono utilizzati sui PC e sui notebook che forniscono Windows come sistema operativo. Questi processori sono molto veloci, consumano un discreto quantitativo di energia elettrica e permettono di avviare tutti i programmi a cui siamo abituati. Attualmente tutti i processori x86-64 sono in grado di far girare sia i programmi a 32 bit sia i programmi a 64 bit, anche se ormai tutti consigliano di utilizzare sempre e solo i programmi a 64 bit (per motivi di sicurezza e di velocità d'esecuzione).

I processori ARM vantano un minore consumo energetico, che li ha resi perfetti per gli smartphone e i tablet di qualsiasi produttore: dai più semplici smartphone Android fino agli iPhone, tutti i dispositivi portatili funzionano grazie ai processori ARM. Questi processori non hanno la stessa potenza e lo stesso set di istruzioni dei processori x86-64, ma permettono di far girare molto velocemente le app studiate esclusivamente per sfruttare ARM (dal punto di vista dell'architettura è molto più semplice a livello di programmazione, generando quindi codici più puliti e semplici).

Differenze sui set di istruzioni supportate

Tecnicamente, la differenza principale tra processori ARM e x86-64 è nel set di istruzioni programmate col linguaggio Assembly. Molto sinteticamente e senza scendere in particolari difficili da comprendere, si tratta delle istruzioni con cui viene detto al processore di eseguire una serie di operazioni, per esempio calcoli matematici o spostamento dei dati.

I chip x86-64 usano istruzioni CISC, che sta per "Complex Instruction Set Computing", per eseguire un certo compito col minor numero di passaggi Assembly possibile, che richiede più cicli di clock. I chip ARM sono RISC, che sta per "Reduced Instruction Set Computing", usando un set di istruzioni che divide ogni processo in estremamente piccoli e semplici passaggi, ciascuno dei quali può essere eseguito in un unico ciclo di clock.

Anche se non si è capito niente, quello che è evidente è che il chip RISC, con un singolo ciclo di clock, ha bisogno di meno memoria e, di conseguenza, di un numero inferiore di transitor che si traduce con un minor consumo energetico. Di contro i chip CISC possono dare molto più lavoro ed avere migliori prestazioni.

Le app ARM sono compatibili con x86-64 (e viceversa?)

La differenza più importante tra processori x86-64 e le CPU ARM è l'incompatibilità delle applicazioni sviluppate per una o per l'altra piattaforma. I programmi utilizzati finora su Windows non possono girare nativamente su un processore ARM, essendo basati su un'altra architettura: dovremo per forza di cose scaricare lo stesso programma ma in versione ARM per poter continuare ad utilizzarlo.

Questo problema di compatibilità è stato anche la causa del fallimento dei computer con Windows 10 ARM, che non supportavano i tradizionali programmi desktop a cui un utente PC è abituato (dovevamo scaricare solo programmi ARM o utilizzare i programmi disponibili dal Microsoft Store).

Apple M1 e Chromebook: l'inizio dell'era ARM sui PC?

Nonostante gli evidenti limiti di compatibilità con i programmi ARM potrebbe presto diventare l'architettura di riferimento anche nel mondo dei PC e dei notebook, grazie all'adozione dei chip Apple M1 e al diffondersi dei nuovi Chromebook basati su ARM.
Prima del 2021 i Mac e i MacBook utilizzavano processori Intel (quindi x86-64) per far girare macOS e i programmi a cui gli utenti Mac sono abituati. L'azienda di Cupertino ha deciso però di rivoluzionare i suoi computer realizzando personalmente un processore e basandolo sull'architettura ARM (pesantemente modificata per rispettare i livelli di performance richiesti da Apple): nasce così Apple M1, la prima linea di processori prodotti direttamente da Apple per i suoi Mac e MacBook.

Gli Apple M1 sono a tutti gli effetti processori ARM ma ottimizzati per poter girare alla massima velocità: i vantaggi in termini di set d'istruzioni sono tali che le app ARM girano molto più velocemente su macOS ARM delle corrispettive app x86-64 (su macOS x86-64). Il problema della compatibilità non ha fermato Apple, che è andata avanti per la sua strada: sempre più aziende e sviluppatori hanno accettato di buon grado la realizzazione di app specifiche per chip Apple M1 e per i futuri prodotti Apple.

Purtroppo le vecchie app x86-64 non possono più essere avviate nativamente sui Mac con chip M1, così come non è possibile avviare Boot Camp per far girare Windows e i relativi programmi in dual boot; l'unico modo efficace per utilizzare le app Windows su un Mac con chip M1 prevede l'utilizzo del software di virtualizzazione Parallels, di cui abbiamo parlato nella guida su come eseguire e usare programmi di Windows su Mac.

Oltre ai computer Apple possiamo utilizzare anche i Chromebook sviluppati da Google. Questi innovativi portatili vengono prodotti sia in versione ARM che in versione Intel, con differenze prestazionali sempre più favorevoli ai processori ARM. Sui Chromebook vi invitiamo a leggere le nostre guide sui motivi per comprare un PC Chromebook e i migliori Chromebook da comprare, i portatili Google super veloci.

Conclusioni

I processori ARM potrebbero diventare presto l'architettura del futuro, visti gli innumerevoli vantaggi dal punto di vista del risparmio energetico e dell'esecuzione rapida delle istruzioni e delle app. Ormai i processori ARM hanno raggiunto in velocità i processori tradizionali x86-64, ma pagano ancora la mancanza di compatibilità con i programmi che gli utenti sono abituati ad utilizzare su Windows e sui vecchi Mac.

Con l'aumento della compatibilità dei programmi per l'architettura ARM (anche grazie al supporto ai nuovi processori Apple M1) non è escluso che un giorno possa prendere il posto dei vecchi processori x86, specie se viene fornita la massima compatibilità anche per le app già disponibili per mobile (facendo girare anche le app disponibili su Android e su iPhone).

Se vogliamo già ora provare le app Android su un PC Windows vi invitiamo a leggere le nostre guide ai programmi per installare Android e le sue app su PC Windows e come installare le app Android in Windows 11.