當您準備選購一臺嶄新的計算機時，會面臨兩種主要的 CPU 架構抉擇。Windows 個人電腦通常基于 Intel 和 AMD 所采用的 x86 平臺構建，而 Apple 的計算機則運用其自主研發(fā)的、基于 ARM 架構的 M1 和 M2 處理器。

這兩種架構之間存在著顯著差異，這些差異對于性能的表現(xiàn)有著至關重要的影響，讓我們深入探究其中的奧秘。

x86 和 ARM 處理器平臺雖然都致力于實現(xiàn)相同的計算任務，但它們達成目標的方式卻截然不同。它們的內部邏輯布線方式各異，內部數(shù)據(jù)寄存器的配置有所差別，并且硬編碼指令集也不一樣。這就意味著，它們在運行軟件時采用了不同的模式和路徑。

在 x86 平臺的發(fā)展歷程中，其處理器的內部結構和指令集最初源于 Intel 8008，這是一款早在 1972 年就已嶄露頭角的 8 位 CPU。令人驚嘆的是，當年為這款芯片編寫的機器碼程序，經(jīng)過匯編后，依然能夠在英特爾或 AMD 的最新處理器上順利運行。

當然，自那時起，硬件技術已經(jīng)取得了飛躍式的發(fā)展。在 8008 之后，依次誕生了 8088，接著是為最初的 IBM PC 提供服務的 16 位 8086。到了 20 世紀 80 年代，80186、80286 等相繼問世，“x86” 這一綽號也由此而來。

歷經(jīng)數(shù)代的演進，x86 平臺不斷引入新的特性，諸如支持多任務處理和虛擬內存的功能；同時，對 32 位和 64 位操作的支持也得以增強，這使得計算機能夠高效地應對海量數(shù)據(jù)集的處理需求。此外，一系列的擴展指令集被開發(fā)出來，用以加速特定的任務，例如圖形處理、虛擬化以及數(shù)據(jù)加密等領域，極大地拓展了其應用范圍和性能表現(xiàn)。

Apple 的處理器則扎根于 ARM 架構，其起源可以追溯到 20 世紀 80 年代中期的 Acorn Computers。與當時其他家用電腦從外部供應商采購芯片的做法不同，Acorn Computers 毅然決定自主設計一款性能超越現(xiàn)有競爭對手的新型處理器。功夫不負有心人，他們成功了：在推出之時，基于 ARM 的 Acorn Archimedes 成為了當時市面上性能最為強勁的家用計算機之一。

時至今日，ARM 平臺由位于劍橋的 Arm 集團持有并持續(xù)開發(fā)。如同 x86 平臺一樣，ARM 架構自誕生以來也在不斷發(fā)展壯大，持續(xù)進化。后續(xù)版本的 ARM 平臺增添了 64 位支持以及大量的擴展功能，旨在加速常見的數(shù)學運算，尤其是在最新的 ARMv9 版本中，對安全和人工智能（AI）功能進行了著重強化，使其在現(xiàn)代科技領域中占據(jù)了一席之地。

除了架構上的差異，這兩種主要計算架構之間還存在另一個顯著的區(qū)別：與英特爾親自制造自家處理器不同，Arm 并不生產(chǎn)任何處理器。相反，Arm 公司選擇將其設計授權給其他公司，這些獲得授權的公司可以根據(jù)自身的特定需求對設計進行定制化修改，并按照自己的標準和規(guī)格來制造處理器。以 Apple Silicon 為例，蘋果公司運用了核心 ARM 邏輯，但在此基礎上增添了諸多自家獨有的優(yōu)化措施，并將芯片制造環(huán)節(jié)外包給了臺積電，通過這種方式打造出了獨具特色的芯片產(chǎn)品。

芯片在面向最終用戶的市場推廣方式上也大相徑庭。英特爾的所有 x86 處理器均基于相同的底層架構，但卻提供了數(shù)量繁多的不同配置選項。在每一代酷睿 CPU 產(chǎn)品系列中，都包含了酷睿 i3、i5、i7 和 i9 等多種變體，并且這些變體還進一步細分為針對移動設備、臺式電腦或游戲系統(tǒng)等不同應用場景的特定型號范圍。這些不同型號在處理內核數(shù)量、緩存內存容量、時鐘速度以及電源要求等方面都存在差異，這無疑給消費者在選擇計算機時帶來了一定的困惑，需要他們仔細斟酌，根據(jù)自身的實際需求挑選出最適合自己的一款型號。

相較而言，截至本文撰寫之時，蘋果公司總共推出了七種計算機芯片，分別是 M1、M1 Pro、M1 Max、M1 Ultra、M2、M2 Pro 和 M2 Max。其產(chǎn)品陣容相較于英特爾而言要簡潔明了許多，即便是普通的 M1 芯片，在性能表現(xiàn)上也能夠與中端英特爾芯片一較高下，為消費者提供了更為清晰明確的選擇。

蘋果的芯片和英特爾的芯片之間還存在最后一個區(qū)別，需要注意的是，這一區(qū)別并非 ARM 架構本身所固有，而是蘋果公司基于自身設計理念所做出的獨特決策。英特爾的芯片在運行過程中依賴于外部系統(tǒng)的 RAM，而蘋果則別出心裁地將內存直接集成到其 M 系列處理器的芯片內部。

這種設計方案帶來了一定的局限性，意味著用戶永遠無法對 Apple Silicon 計算機上的內存進行升級，這在用戶選擇計算機規(guī)格時可能會引發(fā)一些頗為糾結的決策過程。同時，這也導致在主流芯片上，內存容量的配置相對有限：M1 芯片所能提供的最大內存為 16GB，而 M2 芯片的內存上限則為 24GB。倘若用戶需要 32GB 甚至更多的內存，就不得不升級到價格昂貴的 M1 Pro、Max 或 Ultra 系統(tǒng)，這無疑增加了用戶獲取高內存配置計算機的成本。相比之下，英特爾的所有第 12 代和第 13 代處理器都能夠支持高達 128GB 的內存，為那些對內存容量有較高要求的用戶提供了更為廣闊的選擇空間。

然而，這種設計也并非毫無優(yōu)勢。由于蘋果的 RAM 實際上緊鄰處理器邏輯，并通過速度極快的架構與之相連，使得其處理器能夠以極其迅速且高效的方式訪問代碼和數(shù)據(jù)。標準 M1 芯片的最大內存帶寬可達 68GB / 秒，而 M2 芯片更是高達 100GB / 秒，M1 Pro、Max 和 Ultra 型號的內存帶寬則分別能夠達到 200GB / 秒、400GB / 秒和 800GB / 秒，這樣的內存帶寬表現(xiàn)為數(shù)據(jù)的快速傳輸和處理提供了有力保障。對于英特爾處理器而言，內存帶寬則完全取決于處理器、RAM 和主板的具體組合情況，即便在最新、最快的酷睿 i9 處理器上，其內存帶寬在理論上的最大值也被限制在 90GB / 秒左右，與蘋果芯片相比略顯遜色。

更為重要的是，蘋果采用了所謂的 “統(tǒng)一內存架構（unified memory architecture）”，這意味著整個內存空間都能夠被 CPU 或片上 GPU 直接訪問。相較于傳統(tǒng)的 PC 架構，這種設計在效率上具有顯著的優(yōu)勢。在傳統(tǒng) PC 架構中，CPU 和 GPU 各自擁有獨立的內存庫，在協(xié)同處理相同數(shù)據(jù)時，往往需要頻繁地進行數(shù)據(jù)的來回復制，這無疑會降低處理效率，而蘋果的統(tǒng)一內存架構則巧妙地避免了這一問題，大大提高了數(shù)據(jù)處理的效率和速度。

在英特爾和蘋果之外，CPU 市場還存在著第三個主要參與者 ——AMD。不過，AMD 的芯片在架構上并沒有像蘋果那樣鮮明獨特的身份標識，因為它們采用的是與英特爾相同的核心 x86 架構以及指令集。

回顧英特爾和 AMD 的發(fā)展歷程，兩者之間存在著一種頗為有趣的共生關系。

為何英特爾會允許其最大的競爭對手使用其專有的架構呢？這要追溯到 20 世紀 80 年代初期，當時 IBM 計劃在最初的 IBM PC 中使用英特爾的芯片，但又不想僅僅依賴于單一的芯片供應源。

于是，IBM 向英特爾提出要求，只有在第二家公司能夠在獲得許可的情況下制造硬件時，才會選用 x86 處理器。就這樣，AMD 獲得了制造 Intel 8086、80186 和 80286 處理器的授權。此后，AMD 憑借自身的技術實力，創(chuàng)造出了屬于自己的芯片設計，開始與英特爾的芯片展開競爭。在 20 世紀 90 年代后期推出的 K5 和 K6 處理器，以低于英特爾奔騰處理器的價格優(yōu)勢，實現(xiàn)了 x86 兼容性，在市場上贏得了一席之地。

進入 2000 年后，AMD 創(chuàng)新性地將新的 64 位處理模式融入到 x86 架構中，并對其進行了強化，使其能夠更好地處理更大的數(shù)字、更龐大的數(shù)據(jù)集以及更多的 RAM。英特爾也對這些擴展技術進行了許可使用，從此，兩家公司在技術發(fā)展的道路上形成了一種相互依賴的關系。

盡管 AMD 的處理器能夠運行與英特爾相同的程序，但兩者之間仍然存在一些關鍵的差異。AMD 主要專注于芯片的設計和銷售，而并不親自涉足芯片的制造環(huán)節(jié)；這一策略使得 AMD 能夠靈活地選擇任何能夠提供最先進技術的代工廠進行合作。例如，在前兩代 Ryzen CPU 產(chǎn)品中，AMD 選擇了 Global Foundries 作為代工廠商，而到了 2019 年，為了充分利用臺積電的 7nm 制造工藝優(yōu)勢，AMD 轉而與臺積電合作，其最新的 Ryzen 7000 系列芯片更是采用了臺積電的 5nm 先進工藝，不斷提升產(chǎn)品的性能和競爭力。

AMD 的芯片設計在某些方面也展現(xiàn)出了獨特的優(yōu)勢。與價格相近的英特爾芯片相比，AMD 的設計往往會集成更多的內核，這在一定程度上得益于 AMD 所采用的 “chiplet” 技術方法。AMD 并非將所有的組件都集成在一個單一的芯片上，而是將設計分解為多個處理器內核（chiplets），然后通過共享資源（如緩存）將它們連接在一起，形成一個完整的芯片系統(tǒng)。然而，需要注意的是，實際的核心數(shù)量可能會給消費者帶來一定的誤導，因為兩家公司都廣泛運用了多線程技術，使得單個核心能夠同時為兩個執(zhí)行線程提供服務，從而在一定程度上提升了處理器的并行處理能力。此外，英特爾最近推出的效率核心進一步增加了情況的復雜性，這些效率核心雖然對峰值性能的提升貢獻有限，但在某些特定場景下也能發(fā)揮一定的作用。

總體而言，通常情況下，AMD 芯片在多核處理能力方面會表現(xiàn)得更為出色 —— 為了充分支持這些內核的高效運行，AMD 往往會提供比英特爾更多的片上內存。雖然 Ryzen 處理器沒有像 Apple 的芯片那樣將整個 RAM 分配集成在芯片內部，但它們通常配備了較大容量的緩存，這些緩存能夠幫助處理器在全速處理數(shù)據(jù)和指令時，減少對外部 DIMM 內存獲取信息的等待時間，從而提高整體的運行效率和性能表現(xiàn)。

然而，多核性能究竟能為用戶帶來多大的價值，這仍然是一個值得探討的問題。對于大型數(shù)據(jù)庫服務器和圖形渲染程序等對并行處理能力要求較高的應用場景而言，多核性能無疑能夠帶來顯著的性能提升和效率改善；但對于許多日常的桌面應用程序來說，它們大多屬于單線程應用，在這種情況下，使用更少但速度更快的內核可能反而會為用戶帶來更為流暢的使用體驗。因此，消費者在選擇 CPU 時，需要綜合考慮自身的實際使用需求、預算以及對性能的期望等多方面因素，權衡利弊，做出最為明智的決策。