O desempenho de um processador ARM pode corresponder ao de um processador x86 no futuro?

Se você comparar ambos os ISA, o ARM tem algumas vantagens claras que podem permitir um melhor desempenho.

Consideram x86. Uma única instrução pode ter de 1 a 15 bytes de comprimento. Os processadores modernos não decodificam uma instrução de cada vez, eles decodificam múltiplas em um único ciclo. O problema é que se você não sabe quanto tempo são as instruções, então é muito difícil decodificar mais de uma. A moderna CPU Intel pode decodificar 4 instruções ao mesmo tempo. Isto limita severamente quantas instruções a CPU pode trabalhar ao mesmo tempo e é um grande gargalo. Descodificar apenas mais uma instrução é exponencialmente mais difícil. É bastante seguro dizer que 4 é o limite.

Considerar ARM. Todas as instruções são de 16 ou 32 bits (2 ou 4 bytes). Eles não't misturam, ou você está decodificando instruções de 32 ou 16 bits, e há uma instrução para mudar de modo. Isso significa que você sempre sabe quanto tempo as instruções são longas. Para decodificar n instruções, você só precisa de n decodificadores, sem adivinhar onde uma instrução termina e outra começa. A Apple acabou de lançar seus laptops baseados em M1, que podem decodificar 8 instruções de whooping ao mesmo tempo. Esse chip pode processar até 8 instruções a cada ciclo (com algumas limitações). Quem sabe, no futuro, alguém poderia fazer uma CPU ARM ainda mais ampla, não há limite intrínseco imposto pelo ISA.

Obviamente, há muito mais do que apenas a largura de uma CPU. A questão é que o ARM ISA é intrinsecamente mais fácil de descodificar. Desde que todas as outras partes da CPU sejam equivalentes, uma CPU ARM deve ser capaz de bater uma CPU x86 em desempenho bruto e uso de energia. A Apple está claramente liderando a frente aqui, mas eu esperaria que outros fabricantes de CPU ARM colocassem algo junto nos próximos anos.