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現在、私たちが使っている電子機器の大半は、ARMとインテルのプロセッサを搭載しています。同じ用途でありながら、両プロセッサは異なるアーキテクチャをベースにしており、プログラムの開発方法やチップの製造方法に影響を及ぼしています。
一般的に、ARMプロセッサーはスマートフォンなどの携帯端末に、インテルプロセッサーはデスクトップパソコンやノートパソコンに使用されることが多いです。しかし、現在では多くのコンピュータ・メーカーがARMを搭載したコンピュータも発表しています。代表的な例としては、MacやMacBookの数機種に搭載されているAppleのM1およびM2プロセッサが挙げられます。
では、ARMとインテルのプロセッサは、具体的にどのように違うのでしょうか。
アームvs.インテル。デジタル世界を支配するハイテク企業
ArmとIntelは、異なる市場向けに異なるマイクロプロセッサーを製造する2つの巨大テック企業です。インテルがパソコンやラップトップ向けの高性能プロセッサを製造しているのに対し、Armは主にスマートフォン、タブレット、ウェアラブル技術、各種スマートホームデバイスなどの低消費電力デバイス向けのARMプロセッサを製造しています。
また、Armは会社であり、ARMはプロセッサであることを明確にしなければなりません。ですから、マイクロプロセッサを設計している会社について話すときは、Armと表示すべきです。しかし、Armが作ったプロセッサのことを言うのであれば、ARMと書いてください。
画像引用元：インテル
チップを設計して製造するIntelとは異なり、ArmはARMプロセッサを設計し、その設計をさまざまな企業にライセンスしている企業です。そのため、Snapdragon、MediaTek、Exynos、Tensorなど、さまざまな会社が作ったARMベースのスマートフォン用プロセッサがたくさんあります{/c}。
2012年、IntelはIntel Atom SoCを通じてスマートフォンのプロセッサを作ろうとしたが、ほとんど失敗した。このため、同社はハンドヘルド・プロセッサの製造にあまり力を入れず、PC市場に引き続き注力することになった。
一方、Armは低消費電力のノートパソコンやシングルボードコンピュータ向けのプロセッサの設計で一定の成功を収めましたが、デスクトップPC市場にはまだ参入していません。しかし、Armが設計に携わったAppleのM1チップは高性能なプロセッサであることを示し、ARMプロセッサがIntelやAMDのx86チップに対抗できることを証明していることは注目に値します。
では、x86インテル・プロセッサーとは何なのか、ARMプロセッサーとはどう違うのか。
ARMプロセッサーとインテル・プロセッサーの違い
ARMプロセッサは主にモバイル機器に使用され、インテル・プロセッサは主にパーソナル・コンピュータに使用されます。インテルもARMも、両方の市場に向けたプロセッサの設計を計画しているかもしれませんが、その違いによって、より特定の用途に適したプロセッサを設計することができます。両者のプロセッサは、電子機器の頭脳として機能するが、多くの点で異なっており、大きな違いとしては以下のようなものがある。
1.命令セット・アーキテクチャ(ISA)
ARMプロセッサが主にハンドヘルド機器に、Intelプロセッサがパーソナルコンピュータに使用されているのは、異なるISAを使用していることが大きな要因です。
ISAには2つのタイプがある。CISC（Complex Instruction Set Computing）とRISC（Reduced Instruction Set Computing）である。CISCは、マイクロプロセッサが複雑なタスクや計算を高速に処理するように設計されているが、電力効率が低いという欠点があるISAである。これに対してRISCは、より単純な命令を高い電力効率で処理するようにプロセッサが設計されたISAである。
IntelのプロセッサはCISC ISAをベースとしたx86アーキテクチャを、ARMのプロセッサはRISC ISAをベースとしたARMアーキテクチャを採用している。x86もARMもクローズドソースのISAである。そのため、IntelやArmが提供するライセンスがなければ、これらのアーキテクチャを使ったプロセッサを設計することはできない。
2.ソフトウェアの互換性/サポート
x86とARMのISAは、RISCとCISCという全く異なる設計思想に基づいているため、インテルのチップ向けに作られたソフトウェアはARMプロセッサではネイティブに処理できませんし、その逆もまた然りです。特定のアーキテクチャで開発されたプログラムが大半を占めることで、消費者は利用できるアプリケーションの多さだけを求めてその企業のプロセッサを購入することになります。
新しいデスクトップ用CPUを買おうとすると、IntelかAMDのどちらかしか選択肢がないことにお気づきでしょうか。これは、ほとんどのコンピュータ・プログラムがx86プロセッサ向けに設計されているためです。インテルとAMD（x86の使用ライセンスを所有）だけがこれらのプログラムをネイティブに実行できるため、PCのプロセッサ市場で二重の独占状態を作り出すことに成功しているのです。
一方、ARMプロセッサは、スマートフォンのOSやアプリケーションがARMプロセッサで動作するように特別にプログラムされているため、スマートフォンのプロセッサとして独占的な地位を確立しています。ARMと競合するのは他のRISCベースのプロセッサですが、ARMのアプリケーションの多さが、現在のスマートフォンのほとんどに採用されている理由の大きな部分を占めています。
ArmがPC市場の一部を獲得したいのであれば、ARMプロセッサ上でネイティブに動作するアプリケーションを移植するか、ゼロから作るように開発者を説得しなければなりません。Microsoft WindowsはすでにARMプロセッサをサポートしていますが、ARMは、一般の人々がPC用にARMプロセッサを購入することを納得させるために、人々が日常的に使用するソフトウェアを実行する方法を見つける必要がまだあります。
3.性能
CPUの性能については、IntelプロセッサはARMのRISCベースのプロセッサよりも大幅に優れた生の性能を持つことになります。CISCベースのプロセッサは、複雑なタスクを同時に実行するように設計されているため、より速いクロック速度が必要とされ、その結果、より高い生のパフォーマンスが得られます。
一方、ARMプロセッサーは、インテルプロセッサーと同じクロックスピードを必要としないシンプルなタスクで動作するように設計されているため、インテルプロセッサーよりもずっと高速です。
4.効率性
ARMプロセッサは、性能面では劣るものの、効率面ではIntelに勝るとも劣らない。
インテル社のx86チップのようなCISCベースのプロセッサーは、複雑なタスクを処理するためにハードウェアに大きく依存しています。高性能なプロセッサは、大きな電力と十分な冷却を必要とし、製造も複雑なため、非常に高価なものとなっています。
一方、ARMベースのプロセッサは、ハードウェアとソフトウェアの両方で最適化されているため、非常に効率の良いプロセッサであり、消費電力も非常に少なくなっています。動作に必要な電力が少ないということは、熱も比較的低いということであり、ARM CPUはSoC（System on a Chip）に組み込むことが可能です。
画像引用元：Apple
SoCは、CPU、GPU、RAM、DSP、および通信モデムを1つのダイまたはチップに統合したものです。すべての重要な半導体コンポーネントが1つのチップに収まっているため、SoC内の各コンポーネントが処理するためにデータが遠くまで移動する必要がなく、ARMプロセスが非常に効率的になります。
ARM vs. Intel。どちらのプロセッサーが優れているか？
インテルとARMは異なる市場向けに異なるタイプのプロセッサを製造しているため、両プロセッサを性能と効率の面で比較することは困難です。CISCベースのプロセッサは、その複雑なタスクのために高いパフォーマンスのプロセッサを指示しますが、それは必ずしもPC用に設計された高効率のRISCベースのプロセッサを凌駕することを意味するものではありません。
とはいえ、Apple'のARMベースのM1およびM2コンピュータは、非常に効率的で比較的強力です。数々のテストにより、ベースモデルのM1 MacBook Airでさえ、同様の仕様のCISCベースのWindowsラップトップを凌駕することが分かっています。
しかし、ほとんどのコンピュータはWindowsを搭載しているため、多くの開発者はCISCプロセッサ向けのアプリを作成する方が収益性が高いと判断しています。また、アプリやAAAゲームに関して、Macの選択肢が少ないのもそのためです。
しかし、スマートフォンやタブレットのプロセッサとなると、そうはいきません。インテルのAtom SoCは電力効率に優れていますが、1ワットあたりの性能ではARMプロセッサーに及びません。このため、スマートフォン市場に関しては、ARMプロセッサの方がまだ優れています。
ARMベースのチップは、IntelのCISC CPUに対して徐々に優位に立ちつつある
ほんの10年前までは、インテルのエントリーレベルのCISCベースのプロセッサでさえ、ARMベースの最上位チップよりはるかに強力だった。しかし、もはやそのようなことはありません。AppleはM1とM2チップで、ARMベースのCPUがIntelの競合製品と同等か、それ以上の性能を発揮できることを証明しました。
とはいえ、これはCISCベースのx86チップが消えつつあることを意味するものではありません。これらのチップを搭載したコンピュータの数が多いことを考えると、Arm'のARMチップがIntel'のx86製品に取って代わるまでには時間がかかると思われます。しかし、ARMプロセッサがより強力で手頃な価格になるにつれて、その採用は増加し、やがてARM CPUが市場のほとんどのコンピュータを動かしていることが分かるでしょう。
