OSとCPUのアーキテクチャー ARM x86 x64の違い

ARMとx86/x64の違い

ARMとx86/x64の違いをまとめると、以下のようになります。

プロセッサーのアーキテクチャーの種類	ARM	x86/x64
アーキテクチャーの開発会社	ARM	インテル、AMD
プロセッサーの製造会社	インテル、フリースケール、ルネサステクノロジなどがライセンス供与	インテル、AMD
命令セットのアーキテクチャー	RISC	CISC
主に使われている用途	スマートフォン、タブレット	パソコン、PCサーバー
32ビット/64ビット	両方あり	x86が32ビット x64が64ビット
エンディアン	バイエンディアン	リトルエンディアン

それぞれのポイントを見てみましょう。

x86はインテルの32ビットアーキテクチャーのことです。

x86の読み方は、エックスハチロクです。

インテルの初期のプロセッサの型番が「8086」「80186」「80286」「80386」「80486」と続いたため、総称して「80×86」、更に型番の下2桁が共通するところから、x86や86系などと呼ばれるようになりました。

x64はインテルの64ビットアーキテクチャーのことです。

x64の読み方は、エックスロクヨンです。

x64またはx86-64は、x86アーキテクチャを64ビットに拡張した命令セットアーキテクチャで、AMDがx86-64の名前で仕様を発表したものが元になっています。

インテルは、AMDのx86とは別にIA-64の名前で64ビット命令セットアーキテクチャを開発・展開していたのですが、AMDのx64の方が普及したために、これに互換のある命令セットを実装しました。

IA-64は、現在はほとんど使われていません。

ARMは省電力に強く組込みでよく使われる32ビット/64ビットアーキテクチャーです。

ARMの読み方は、アームです。

ARMアーキテクチャーを開発したARMホールディングスは、現在はソフトバンクの傘下となっています。

ARMはスマホ、タブレット、HDD、SSD、家庭用ゲーム機で圧倒的なシェアを持っています。

CISCは、Complex Instruction Set Computerの略で、読み方はシスクです。

単純なものから複雑な命令まで種類を増やしていて、１命令で色々できるCPUです。

x86互換プロセッサ、古くに設計されたミニコンピュータやメインフレームもCISCに分類されるほか、モトローラ社のMC 680×0 (68K) 系プロセッサもCISCです。

命令語長が可変長であるため、ある一つの命令のデコードが終わらなければ次の命令の語の位置が判らず、複数の命令を同時にデコードするのが困難と言われています。

RISCは、Reduced Instruction Set Computerの略で、読み方はリスクです。

単純な命令のみに絞ったCPUです。単純な命令なので処理の高速化が期待できます。

命令セットを簡潔にし、回路を単純にすることで、クロックサイクルを短縮して全体としての、演算の高速化を図るアーキテクチャです。

ARMアーキテクチャー、IBMのPowerPC、サンのSPARC、HPのPA-RISCがRISCプロセッサに分類されます。

エンディアン (endianness) は、複数のバイトなどを並べる順序の種類のことです。

十六進法で表現すると 1234ABCD という1ワードが4バイトのデータがあったとします。

ビッグエンディアンでは、バイト毎に上位側から「12 34 AB CD」のように並べます。

リトルエンディアンでは、バイト毎に下位側から「CD AB 34 12」のように並べます。

その他に「34 12 CD AB」あるいは「AB CD 12 34」のように並べる方式もあり、ミドルエンディアンと呼ばれます。

IBMのメインフレーム、モトローラのMC68000、サン・マイクロシステムズのSPARC等はビッグエンディアンを採用しています。

DECのVAX、インテルのx86、x64等はリトルエンディアンを採用しています。

ARMアーキテクチャ、PowerPCなどは、エンディアンを切り替えられるため、バイエンディアン (bi-endian) と呼ばれます。