ARM 架構與 RISC-V 架構的 MCU 在同一性能水平下的運行速度對比，需從架構設計原點、指令集特性及實際測試數(shù)據(jù)展開剖析。以 ARM Cortex-M33 這類 ARMv8M 架構核心與采用 32 位整數(shù)指令集的 RISC-V MCU 為例，二者均基于 3 段或 5 段流水線設計，在基礎整數(shù)運算場景中呈現(xiàn)出微妙的性能博弈。

從嵌入式領域廣泛采用的 Coremark 基準測試來看，Cortex-M33 依托成熟的 Thumb-2 指令集優(yōu)化，在典型配置下可實現(xiàn)約 4.02 coremark/MHz 的分數(shù) —— 這得益于 ARM 在嵌入式指令集領域數(shù)十年的打磨，尤其是分支預測單元與流水線協(xié)同機制的高度成熟。而同等工藝節(jié)點下的 RISC-V MCU，如樹莓派 Pico2 中搭載的 Hazard3 核心（僅支持基本整數(shù)指令集），其 Coremark 分數(shù)為 3.81 coremark/MHz—— 這種細微差距雖反映出 ARM 生態(tài)的優(yōu)化積累，但 RISC-V 精簡的指令譯碼邏輯在處理緊湊循環(huán)代碼時，能有效減少流水線氣泡，使指令吞吐量與 ARM 核心保持在相近水平。

當任務涉及浮點運算或 DSP 操作時，架構差異帶來的性能分化更為明顯。Cortex-M33 內(nèi)置的 FPU 單元依托 ARMv8M 架構的原生指令支持，在單精度浮點運算中具備硬件加速優(yōu)勢；而 RISC-V 架構需通過擴展 F/P 指令集（如 F 擴展草案）實現(xiàn)類似功能，部分未集成浮點單元的 RISC-V MCU 在處理此類任務時需依賴軟件模擬，性能表現(xiàn)會出現(xiàn)顯著差距。不過在純整數(shù)運算場景中，RISC-V 因指令集的簡潔性，寄存器堆與譯碼單元面積更小，在相同工藝下往往能實現(xiàn)更高主頻 —— 例如 32nm 工藝節(jié)點下，同定位的 RISC-V 核心最高頻率通常比 Cortex-M33 高出 5%-10%，一定程度上彌補了基準測試中的分數(shù)差距。

實際應用中的運行速度還受外圍系統(tǒng)設計影響。兩者連接相同內(nèi)存總線時，總線架構、緩存策略及內(nèi)存訪問延遲對性能的影響會稀釋核心本身的差異。以樹莓派 Pico2 為例，盡管 Cortex-M33 與 Hazard3 核心共享相同外設與內(nèi)存系統(tǒng)，但 Cortex-M33 憑借更優(yōu)的代碼密度（Thumb 指令集的壓縮特性），在緩存命中率上具備優(yōu)勢，間接提升了實際代碼執(zhí)行效率。而 RISC-V 的模塊化設計允許開發(fā)者根據(jù)場景定制流水線深度與預取策略，部分定制化核心在特定算法中可通過動態(tài)分支預測技術，實現(xiàn)比同頻 ARM 核心高 5%-8% 的性能突破 —— 這種靈活性正是開源架構的獨特優(yōu)勢。

從工藝適配性來看，32nm 節(jié)點下的 Cortex-M33 與 RV32IMC 核心（支持整數(shù)、乘法、壓縮指令）在典型嵌入式固件中的平均 CPI（每條指令周期數(shù)）分別為 1.6-1.8 與 1.7-1.9，顯示出架構層面的性能趨同性。隨著 RISC-V 生態(tài)對 DSP 擴展（P 擴展）和更復雜分支預測算法的支持逐步完善，這種差距有望進一步縮小；而 ARM 陣營則通過動態(tài)指令集切換技術持續(xù)優(yōu)化代碼密度，在存儲帶寬受限的場景中維持著隱性優(yōu)勢。

綜合而言，同一水平的 RISC-V 與 ARM 架構 MCU 在運行速度上呈現(xiàn) “各有勝負” 的局面：ARM 憑借生態(tài)成熟度在通用場景中略占先機，RISC-V 則通過架構靈活性在特定任務中展現(xiàn)潛力。這種性能對比并非簡單的數(shù)值比拼，而是指令集設計、微架構優(yōu)化、外圍協(xié)同乃至生態(tài)適配的綜合體現(xiàn)。隨著兩者在能效比、可擴展性等維度的持續(xù)迭代，運行速度指標正逐漸融入體系架構的整體競爭力評估，而不再是單一的決定性因素。