Visão geral

Se você já pesquisou sobre notebooks, servidores ou smartphones, provavelmente encontrou os termos ARM e x86. Embora ambos sejam arquiteturas de processadores, eles foram criados com filosofias bastante diferentes.

Essa diferença influencia diretamente fatores como:

• desempenho;
• consumo de energia;
• autonomia da bateria;
• custo de fabricação;
• compatibilidade de softwares.

É por isso que a maioria dos smartphones utiliza processadores ARM, enquanto grande parte dos computadores tradicionais ainda utiliza processadores x86 da Intel e da AMD.

Nos últimos anos, porém, essa divisão ficou menos rígida. A Apple migrou os Macs para chips ARM (Apple Silicon), e o Windows também passou a oferecer suporte cada vez maior à arquitetura ARM.

Mas afinal, qual é a diferença entre elas?

O que é a arquitetura x86?

A arquitetura x86 surgiu com os processadores Intel 8086, lançados em 1978, e evoluiu ao longo das décadas até os atuais processadores Intel Core, Xeon e AMD Ryzen e EPYC.

Ela domina o mercado de:

• computadores pessoais (PCs);
• notebooks tradicionais;
• estações de trabalho;
• servidores.

Seu maior diferencial é a enorme compatibilidade com softwares desenvolvidos ao longo de mais de quatro décadas.

Embora muitas pessoas associem “x86” apenas à Intel, a AMD também produz processadores totalmente compatíveis com essa arquitetura.

O que é a arquitetura ARM?

Ao contrário da Intel e da AMD, a Arm Holdings não fabrica processadores.

Ela desenvolve a arquitetura e licencia seus projetos para outras empresas, como:

• Apple;
• Qualcomm;
• MediaTek;
• Samsung;
• NVIDIA (em alguns projetos);
• Amazon (chips Graviton);
• Ampere Computing.

Cada fabricante cria seu próprio chip baseado na arquitetura ARM.

Na maioria dos casos, esses processadores fazem parte de um SoC (System on a Chip), um único chip que reúne diversos componentes, como:

• CPU;
• GPU;
• controlador de memória;
• aceleradores de IA;
• controladores de vídeo;
• interfaces USB, PCIe e outros recursos.

Essa integração reduz consumo de energia, espaço físico e custos.

RISC e CISC: duas filosofias diferentes

A principal diferença entre ARM e x86 está no conjunto de instruções (ISA — Instruction Set Architecture).

Existem duas filosofias clássicas:

CISC (Complex Instruction Set Computer)

A arquitetura x86 segue tradicionalmente o modelo CISC.

Ela possui centenas de instruções capazes de executar operações bastante complexas.

Por exemplo, uma única instrução pode:

• realizar uma multiplicação;
• acessar a memória;
• mover dados;
• executar diversas etapas automaticamente.

Isso facilita o trabalho do compilador e reduz a quantidade de instruções necessárias para executar determinadas tarefas.

Por outro lado, exige um hardware mais complexo.

RISC (Reduced Instruction Set Computer)

A arquitetura ARM nasceu baseada no conceito RISC.

Nesse modelo, o conjunto de instruções é menor e cada instrução executa apenas uma operação simples.

Operações complexas são divididas em várias instruções menores.

Essa abordagem oferece algumas vantagens:

• hardware mais simples;
• menor consumo de energia;
• menor geração de calor;
• melhor eficiência por watt.

O custo é que determinadas tarefas podem exigir mais instruções para alcançar o mesmo resultado.

Vale destacar que, atualmente, essa diferença é menos rígida do que no passado. Os processadores modernos utilizam técnicas como micro-operações, execução fora de ordem, pipelines e outras otimizações que tornam a distinção entre CISC e RISC muito menos perceptível para o usuário final.

ARM é sempre mais lento?

Não.

Esse é um dos maiores mitos sobre arquitetura de processadores.

Durante muitos anos, processadores ARM realmente eram voltados apenas para dispositivos móveis e sistemas embarcados.

Hoje isso mudou completamente.

Os chips Apple M1, M2, M3 e M4, por exemplo, demonstraram que uma arquitetura ARM pode competir — e em muitos casos superar — processadores x86 de alto desempenho, oferecendo excelente eficiência energética.

Da mesma forma, servidores baseados em ARM, como os AWS Graviton, têm apresentado ótimo desempenho em aplicações de nuvem, reduzindo significativamente o consumo de energia.

Na prática, o desempenho depende muito mais do projeto do processador do que apenas da arquitetura utilizada.

Consumo de energia

Aqui está uma das maiores vantagens da arquitetura ARM.

Como os chips normalmente são desenvolvidos como SoCs altamente integrados, eles conseguem oferecer:

• menor consumo elétrico;
• menor geração de calor;
• maior autonomia da bateria;
• menos necessidade de sistemas de refrigeração.

Por isso, smartphones, tablets, smartwatches e diversos dispositivos embarcados utilizam praticamente apenas processadores ARM.

Já os processadores x86 tradicionalmente priorizaram o desempenho máximo, aceitando um consumo energético maior para entregar mais potência.

Isso explica por que desktops e servidores normalmente utilizam coolers robustos ou sistemas de refrigeração avançados.

Compatibilidade de software

Durante décadas, praticamente todos os programas para Windows foram desenvolvidos para x86.

Isso fez da arquitetura a escolha natural para PCs.

Hoje esse cenário está mudando.

O Windows on ARM possui mecanismos de tradução capazes de executar boa parte dos aplicativos x86, enquanto muitos desenvolvedores já oferecem versões nativas para ARM.

No ecossistema da Apple, a transição foi ainda mais rápida graças ao Rosetta 2, que permitiu executar aplicações antigas enquanto os softwares eram adaptados para o Apple Silicon.

Mesmo assim, ainda existem aplicações profissionais e corporativas desenvolvidas exclusivamente para x86.

ARM ou x86: qual é melhor?

A resposta depende do uso.

A arquitetura ARM costuma ser a melhor escolha quando o objetivo é:

• máxima autonomia de bateria;
• baixo consumo de energia;
• dispositivos compactos;
• menor geração de calor;
• alta eficiência energética.

Já a arquitetura x86 continua sendo uma excelente opção quando se busca:

• ampla compatibilidade com softwares;
• facilidade de atualização de hardware;
• alto desempenho em aplicações tradicionais para desktop;
• grande variedade de computadores e servidores disponíveis no mercado.

Conclusão

A disputa entre ARM e x86 não é sobre qual arquitetura é superior, mas sobre qual atende melhor a cada necessidade.

Enquanto o x86 construiu seu domínio oferecendo alto desempenho e ampla compatibilidade, a ARM revolucionou a computação ao entregar excelente eficiência energética sem abrir mão da performance.

Hoje, com a evolução dos chips Apple Silicon, Qualcomm Snapdragon X, AWS Graviton e outros projetos ARM de alto desempenho, a diferença entre as duas arquiteturas está cada vez menor.

O futuro da computação provavelmente será marcado pela convivência das duas plataformas, cada uma ocupando os cenários em que oferece a melhor combinação entre desempenho, eficiência e custo.