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x86 vs. ARM – Was steckt eigentlich in meinem Rechner? (Und was nutzen ESP32, Arduino & Co?)

Egal ob in der Ausbildung oder beim privaten Bastelprojekt – wenn es um Prozessoren geht, kommt früher oder später immer die Frage auf:
„Was ist eigentlich der Unterschied zwischen Intel und diesen ARM-Prozessoren? Und was habe ich da eigentlich in meinem Bastelkeller liegen?“

Mal Zeit, Licht ins Dunkel zu bringen – ohne Fachchinesisch.

Zwei Philosophien: Muskelprotz vs. Sprinter

Um den Unterschied zwischen x86 (die klassische PC-Architektur) und ARM (die Architektur, die den mobilen Markt geprägt hat und heute auch in modernen PCs und Servern zu finden ist) zu verstehen, müssen wir uns ansehen, wie sie „denken“.

Fachlich spricht man hier vom Befehlssatz (Instruction Set). Das ist die Sprache, die der Prozessor versteht.

  1. x86 mit umfangreichen Befehlssatz (CISC – Complex Instruction Set Computer):
    Der Generalist. Stell dir einen x86-Prozessor (wie einen Intel Core i7 oder AMD Ryzen) als einen schweren Möbelpacker vor. Du gibst ihm einen einzigen, sehr komplizierten Befehl: „Räume das Wohnzimmer leer.“ Er weiß genau, was zu tun ist, packt sich den Schrank auf den Rücken und trägt ihn raus. Das ist beeindruckend und leistungsstark, verbraucht aber viel Energie und erzeugt viel Wärme (er schwitzt).
    • Vorteil: Enorme Rechenleistung für komplexe Aufgaben.
    • Nachteil: Hoher Stromverbrauch, braucht meistens einen Lüfter.
  2. ARM mit reduzierten Befehlssatz (RISC – Reduced Instruction Set Computer):
    Die Ameisenarmee. Ein ARM-Prozessor (wie im Smartphone) funktioniert anders. Er ist wie eine Gruppe flinker Ameisen. Sie verstehen keine komplexen Befehle wie „Räume das Zimmer leer“. Sie verstehen nur: „Nimm dieses Buch“, „Geh zur Tür“, „Leg es ab“.Um das Zimmer zu leeren, brauchen sie viel mehr kleine Befehle hintereinander. Aber: Sie sind extrem schnell, hocheffizient und brauchen kaum Pausen (Strom).
    • Vorteil: Extrem energiesparend (lange Akkulaufzeit), wird kaum warm.
    • Nachteil: Traditionell schwächer bei roher Rechenpower (obwohl sich das gerade ändert).

Der Sonderweg von Apple (Apple Silicon)

Lange Zeit nutzte Apple in MacBooks Intel-Chips (x86). Doch seit dem M1-Chip setzt Apple auf die ARM-Architektur.

Apple hat quasi „Super-Ameisen“ gezüchtet. Sie nutzen die effiziente ARM-Bauweise, haben sie aber so stark aufgebohrt, dass sie mittlerweile fast genauso kräftig sind wie die Möbelpacker von Intel – aber dabei kühl bleiben. Deshalb laufen neue MacBooks sehr lange mit einer Akku-Ladung.

Und was liegt auf meiner digitalen Werkbank? (Arduino & ESP32)

Für uns Bastler ist interessant, was in unseren Mikrocontrollern steckt. Hier wird es bunt, denn „Prozessor“ ist nicht gleich „Prozessor“.

  • Der klassische Arduino (z. B. Uno R3):
    Hier arbeitet meist ein AVR-Chip der Firma Microchip (früher Atmel). Das ist eine weit verbreitete 8-Bit-Mikrocontroller-Architektur, die nach dem effizienten RISC-Prinzip arbeitet. Er ist extrem simpel, robust, aber im Vergleich zu einem PC-Prozessor sehr langsam. Er ist weder x86 noch ARM.
  • Der moderne Arduino (z. B. Portenta oder Nano 33):
    Die neueren, starken Arduinos nutzen tatsächlich ARM-Prozessoren (Cortex-M). Sie sind also kleine Verwandte der Chips in unseren Smartphones.
  • Der ESP32:
    Die beliebtesten Modelle (wie der ESP32, ESP32-S2 oder -S3) nutzen Xtensa-Kerne. Neuere Varianten für spezielle Anwendungen (wie die ESP32-C Reihe) setzen auf die offene RISC-V-Architektur. Das basiert ebenfalls auf der effizienten RISC-Philosophie (viele einfache Befehle), ist aber eine eigenständige Architektur eines anderen Herstellers – quasi ein Cousin der ARM-Prozessoren.

Übersicht: Wer nutzt was?

Damit du den Überblick behältst, habe ich hier die wichtigsten Akteure zusammengefasst:

Architektur-TypBekannte HerstellerWo findest du das?Besonderheit
x86 / x64Intel, AMDWindows-PCs, Laptops, Server, ältere MacsHohe Leistung, hoher Stromverbrauch. Der Standard für „normale“ Computer.
ARMApple (M-Serie), Qualcomm, Samsung, Raspberry PiSmartphones, Tablets, neue MacBooks, Raspberry PiSehr effizient, lange Akkulaufzeit. Dominiert den mobilen Markt.
AVRMicrochip (Atmel)Arduino Uno, Arduino Mega8-Bit-Technik. Sehr einfach, perfekt für Einsteiger-Elektronik, aber wenig Rechenleistung.
Xtensa / RISC-VEspressifESP32, ESP8266Sehr beliebtes IoT-Herzstück (Internet of Things). Günstig und oft mit WLAN/Bluetooth.

Es gibt nicht „den besten“ Prozessor. Wenn ich ein Video rendere, nehme ich x86 oder einen starken Apple-ARM. Wenn ich eine Wetterstation baue, reicht mir der sparsame ESP32 oder Arduino völlig aus. Es kommt immer auf den Einsatzzweck an – wie beim Werkzeug in unserer Werkstatt.

Entscheidungshilfe: „Welche Software ist in der Download Auswahl für mich die Richtige?“

Du willst dir ein Tool wie Visual Studio Code, Arduino IDE oder ein Linux-Image herunterladen und plötzlich stehst du vor einer kryptischen Auswahl:
x86, x86-64, x64, AMD64, ARM64, aarch64, Darwin…
Was davon gehört auf deinen Rechner?

Hier ist die Übersetzungshilfe für die häufigsten Begriffe, die dir auf Download-Seiten begegnen:

1. Die Falle mit „AMD64“ (Für Windows-Nutzer)

Viele Windows-Nutzer mit einem Intel-Prozessor sind verwirrt, wenn sie „AMD64“ lesen und trauen sich nicht, darauf zu klicken.

  • Fakt: „AMD64“ ist der technische Fachbegriff für das moderne 64-Bit-System, das wir heute fast alle nutzen. AMD hat diese Technik erfunden, und Intel hat sie übernommen.
  • Regel: Wenn du einen modernen Windows-PC hast (egal ob Intel oder AMD drinsteckt), ist x64 oder AMD64 fast immer die richtige Wahl.

Hintergrund: Intel wollte ursprünglich mit einer Architektur namens „Itanium“ (IA-64) auf 64-Bit umsteigen. Die war aber nicht kompatibel zu alten Programmen und floppte. AMD war schlauer und erweiterte einfach den alten x86-Befehlssatz auf 64-Bit. Das funktionierte so gut, dass Intel diese Technik lizensieren musste. Deshalb heißt der Befehlssatz in Linux-Kreisen und technischer Doku oft „AMD64“, auch wenn ein Intel-Logo auf der CPU klebt.

2. Das Apple-Chaos

Bei Macs musst du wissen, welches Baujahr du hast.

  • Intel-Macs (bis ca. 2020): Hier wählst du x64 (manchmal steht da auch Darwin x64).
  • Apple Silicon (M1, M2, M3…): Hier wählst du Apple Silicon, ARM64 oder aarch64.
    • Hinweis: Wenn es keine ARM-Version gibt, können neue Macs dank einer Übersetzungstechnik („Rosetta 2“) oft auch die Intel-Version (x64) ausführen, aber die echte ARM-Version ist immer schneller.

3. Der Raspberry Pi

Da der Raspi einen ARM-Prozessor hat, funktionieren „normale“ PC-Programme (x86/x64) darauf nicht.

  • Du brauchst Downloads, die mit ARM, ARMv7 (für ältere 32-Bit Systeme) oder ARM64 / aarch64 (für moderne 64-Bit Systeme wie beim Pi 4 oder 5) gekennzeichnet sind.

Der Download-Spickzettel

Speicher dir diese Tabelle ab, dann hast du nie wieder Stress beim Download:

Das steht auf dem Download-ButtonWas es bedeutetFür wen ist das?
x86-64 / x64 / amd6464-Bit Standard-PCDer Standard. Für fast alle aktuellen Windows-PCs und Laptops (Intel Core i3/i5/i7/i9 oder AMD Ryzen).
x8632-Bit (alte Technik)Nur für sehr alte Computer (älter als 2015) oder spezielle Software, die noch 32-Bit braucht.
ARM64 / aarch64
„ARM Architecture 64-bit“		64-Bit ARMFür neue Apple MacBooks (M1/M2/M3), neuere Raspberry Pi Systeme (mit 64-Bit OS) und manche Surface-Tablets.
Apple SiliconARM für AppleSpeziell optimiert für Macs mit M-Chip.
armv7 / armhf32-Bit ARMFür ältere Raspberry Pis (Pi 2, Pi 3 mit 32-Bit OS) und viele andere kleine Bastel-Boards.

Somit ist Software nicht universell.
Maschinencode (kompilierte Software) ist spezifisch für den Befehlssatz (Instruction Set Architecture). Einfacher gesagt, ein Programm, das für den Möbelpacker (CISC) geschrieben wurde, ist für die Ameisenarmee (RISC) nur unverständliches Kauderwelsch – und umgekehrt.

Wenn du also das nächste Mal vor einem Download-Button stehst oder einen Mikrocontroller auswählst, denk kurz an die Architektur unter der Haube. Wenn du weißt, welches „Herz“ in deinem Gerät schlägt, wählst du automatisch die richtige Software-Version. Damit sparst du dir Fehlermeldungen und Frust und dein Projekt läuft von Anfang an rund.

Quellen und weiterführende Links

Hier findest du die offiziellen Nachweise und technischen Dokumentationen zu den im Text genannten Architekturen:

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