传统x86架构与ARM工控机的性能对比哪个更适合未来
在工业自动化领域，工控机（Industrial Control Machine）是关键设备，它们用于监控和控制生产过程。随着技术的发展，工控机的选择越来越多样化，其中基于ARM（Advanced RISC Machines）的工控机正逐渐崭露头角。那么，我们如何比较这两种不同的架构？我们是否应该将传统的x86架构换成新的ARM风格？为了回答这些问题，让我们首先了解一下这两种架构。
x86架构：经典但不再年轻
x86是一种广泛使用的处理器架构，它起源于1970年代，由Intel公司开发。在过去几十年里，x86已经成为工业自动化中最常见的一种CPU类型。它以其丰富的软件生态系统和广泛可用的硬件支持而闻名，这使得它成为了许多应用程序开发者和用户偏好的选择。
然而，随着时间推移，对能源效率、成本效益和安全性的需求日益增长，使得传统的x86平台显得过时了。这类平台往往消耗大量电力，并且由于其复杂性，其硬件成本也相对较高。此外，在安全性方面，由于其历史悠久，因此可能存在漏洞，这对于要求高度安全性的现代工业环境来说是一个严重的问题。
ARM工控机：新兴力量
另一方面，ARM处理器从最初作为嵌入式系统中的微控制器开始，现在已经发展为全能处理器，与桌面PC甚至服务器竞争。它们以低功耗、高集成度以及灵活性著称，是移动设备如智能手机和平板电脑不可或缺的一部分。
在工控领域，ARM芯片提供了许多优势，如低功耗意味着长时间运行不需要额外加热或空调；高集成度意味着可以通过单一芯片实现更多功能，从而减少空间占用并降低成本；灵活性则允许设计师根据特定需求进行定制。
性能对比分析
功耗与温度管理
在功耗上,x86仍然远远落后于最新一代的ARM处理器。这主要归因于物理设计上的差异，以及后者的优化技术。例如，一些高端ARM SoC（System on Chip）采用7nm或者更小尺寸制造过程，而大多数x86核心仍停留在14nm或更大的制造线上。此外，现代ARM CPU通常具备动态频率调整及其他节能措施，以最大限度地减少电力消耗。在极端条件下，如恶劣环境下的持续运行，或是在资源受限的情况下，无论是经济还是环境考虑，都会倾向于选择能够节省能源且耐高温能力强的大型数据中心级别产品，这些都体现出arm工作站相对于传统PC来说具有明显优势。
集成度与整合程度
尽管目前市面上有非常先进且强大的单核/多核Xeon系列，但集成了图形、Wi-Fi、蓝牙等组件的小型SoC却拥有惊人的性能密度。而这些所谓“小”不过只是尺寸大小，而非实质能力。如果仅仅看纯粹计算能力，那么现在市场上很多顶尖主流应用所需，可以完全由一个当前主流SoC提供，比如苹果A14 Bionic就可以轻松完成绝大部分任务。而同样的任务，如果要用到相同数量级别的人口普查统计分析计算量，也许还需要更多配置，就算是说有一颗最新发布的大内存带宽高速cpu。但如果转换为实际应用场景中，大多数情况下都是关于输入输出速度、延迟响应时间以及稳定性，因为这是决定一个系统是否快速响应客户请求的一个重要指标，所以这个点其实也是很难做出简单直接判断，因为具体情况具体分析，不同行业不同业务场景需求不同。
安全性考量
近年来的网络攻击事件不断发生，使得网络设备安全变得尤为重要。相比之下, x86平台因为历史悠久，有可能存在未被发现的问题。而针对云服务及物联网(IoT)部署的是专门针对此类攻击预防设定的Arm本身就是为了满足这一需求设计出来的小型但高效有效防护方案之一——TrustZone technology. 这项技术允许操作系统分割内存空间，将敏感数据放置在保护区域内，同时提供了一套API供开发者利用，以增强整个系统层面的安全保障.
开发生态与兼容性
虽然arm已取得巨大进步，但是arm解决方案确实面临一些挑战。一旦人们习惯了某一种操作体系，他们通常倾向于继续使用熟悉的事物。这就是为什么即便arm具有潜力的原因，即使出现了如raspberry pi这样成功案例/arm也依旧没有达到足够接近pc世界那样广泛接受到的水平。但值得注意的是这种趋势正在改变，只要解决以上提到的几个挑战-arm终将成为领导者。
总结
综上所述，在未来产业自动化领域，我们可以看到基于Arm技术的心脏机构—"Arm 工业控制网关"正在迅速崛起，并且显示出自身超越传统Xeon/x64结构心脏机构潜力的一些迹象。不管是在提高能效还是简化工程维护方面，都有理由相信Arm将会引领未来的产业自动化潮流。如果你正寻找一种既可靠又易於维护同时又能够满足您的未来扩展需求的话，那么考虑采用基于Armsystem architecture platform会是一个明智之举。
