CPU主要由運算器、控制器、寄存器三部分組成，擔負處理指令、執(zhí)行操作、控制時間、處理數(shù)據(jù)四大作用，如果沒有CPU，工業(yè)主板將無法工作。

X86和ARM的區(qū)別

1、目前CPU主要由X86和ARM兩大架構(gòu)。不同架構(gòu)間的差距非常大，而從最基本的邏輯角度來分類的話，可以被分為兩大類，即 “復雜指令集”與“精簡指令集”系統(tǒng)，也就是“CISC”與“RISC”。 X86工業(yè)主板與ARM工業(yè)主板最主要區(qū)別是前者使用復雜指令集（CISC)，而后者使用精簡指令集（RISC），這也是為何X86工業(yè)主板比ARM工業(yè)主板在性能方面要快得多、強得多。

2、X86工業(yè)主板的功耗要比ARM工業(yè)主板的高。功耗和CPU制造工藝相關(guān)。ARM的CPU主要是由專業(yè)制造商生產(chǎn)，而Intel是由自己的工廠制造。一般來說后者比前者的工藝領先一代。如果同樣的設計，造出來的處理器應該是Intel的更緊湊，如一個是22納米，一個是28納米，同樣功能肯定是22納米的耗電更少。那為何反而ARM工業(yè)主板的功耗比X86工業(yè)主板的低呢？ 這跟CPU設計有關(guān)。

CPU設計又分為前端和后端設計，前端設計體現(xiàn)了CPU的構(gòu)架，復雜指令集和精簡指令集的區(qū)別是通過前端設計體現(xiàn)的。后端設計處理電壓，時鐘等問題，是耗電的直接因素。那后端是怎么影響耗電的？晶體管耗電主要兩個原因：一個是動態(tài)功耗，一個是漏電功耗。動態(tài)功耗是指晶體管在輸入電壓切換的時候產(chǎn)生的耗電，而所有的邏輯功能的0/1切換，歸根結(jié)底都是時鐘信號的切換。如果時鐘信號保持不變，那么這部分的功耗就為0。即所謂的門控時鐘(Clock Gating)。而漏電功耗可以通過關(guān)掉某個模塊的電源來控制(Power Gating)。當然，其中任何一項都會使得時鐘和電源所控制的模塊無法工作。區(qū)別在于，門控時鐘的恢復時間較短，而電源控制的時間較長。此外，如果單條指令使用多個模塊的功能，在恢復功能的時候，并不是最慢的那個模塊的時間，而可能是幾個模塊時間相加，因為這涉及到一個上電次序(Power Sequence)的問題，也就是恢復工作時候模塊間是有先后次序的，不遵照這個次序，就無法恢復。而遵照這個次序，就會使得總恢復時間很長。所以在后端這塊，可以得到一個結(jié)論，為了省電，可以關(guān)閉一些暫時不會用到的處理器模塊。但是也不能輕易的關(guān)閉，否則一旦需要恢復會讓完成某個指令的時間會很長，總體性能顯然降低。同時，子模塊的門控時鐘和電源開關(guān)通常是設計電路時就決定的，對于操作系統(tǒng)是透明的，無法通過軟件來優(yōu)化。

再來看前端。ARM的CPU有個特點，就是亂序執(zhí)行能力不如X86。換句話說，就是用戶在使用工控機時，其操作是隨機的，無法預測的，造成了指令也無法預測。X86為了增強對這種情況下的處理能力，加強了亂序指令的執(zhí)行。此外，X86還增強了單核的多線程能力。這樣做的缺點就是，無法很有效的關(guān)閉和恢復處理器子模塊，因為一旦關(guān)閉，恢復起來就很慢，從而造成低性能。為了保持高性能，就不得不讓大部分的模塊都保持開啟，并且時鐘也保持切換。這樣做的直接后果就是耗電高。而ARM的指令強在確定次序的執(zhí)行，并且依靠多核而不是單核多線程來執(zhí)行。這樣容易保持子模塊和時鐘信號的關(guān)閉，顯然就更省電。

3、在操作系統(tǒng)兼容方面，幾乎所有X86硬件平臺都可以直接使用微軟的視窗系統(tǒng)及現(xiàn)在流行的幾乎所有工具軟件，所以X86工業(yè)主板在系統(tǒng)兼容性方面具有無可比擬的優(yōu)勢。

ARM幾乎都采用Linux的操作系統(tǒng)，而且?guī)缀跛械挠布到y(tǒng)都要單獨構(gòu)建自己的系統(tǒng)，與其他系統(tǒng)不能兼容，這也導致其應用軟件不能方便移植，也制約了ARM的發(fā)展和應用。Android系統(tǒng)開發(fā)后，統(tǒng)一了ARM架構(gòu)工控機的操作系統(tǒng)，使新推出基于ARM架構(gòu)的工控機系統(tǒng)有了統(tǒng)一的、開放式的、免費的操作系統(tǒng)，為ARM的發(fā)展提供了強大的支持和動力。

X86和ARM的發(fā)展

兩者不具備可比性，X86無法做到ARM的功耗，而ARM也無法做到X86的性能。在服務器、工作站以及其它高性能運算等應用方面，不考慮功耗和使用環(huán)境等條件，X86占了優(yōu)絕對優(yōu)勢；但受功耗、環(huán)境等條件制約且工作任務固定的情況下ARM就占有很大的優(yōu)勢。