隨著智能手機越來越普及,消費者在選購手機的時候也越來越理性化,除了關心價格和外觀之外,手機的性能也成為了人們最關心的因素,大家都知道, 處理器是影響手機性能的最關鍵的因素,像德州儀器、高通、英偉達以及三星等主流的處理器廠商,大家都已經耳熟能詳。但是很多人并不知道,其實它們采用的都 是同一個架構——ARM架構,實際上,處理器采用的架構才是影響處理器性能的關鍵因素。今天,筆者就和大家一起,聊一聊ARM的那些事。
ARM架構簡介
ARM(Advanced RISC Machine的縮寫)架構,被稱作進階精簡指令集機器,是一個32位精簡指令集(RISC)處理器架構,其廣泛地使用在許多嵌入式系統設計。由于低成本、高效能、低耗電的特性,ARM處理器非常適用于移動通訊領域。
為了大家更好的理解,我們不妨做個比喻,ARM架構就像是一座建筑的結構設計部分,而處理器就相當于一個完整的建筑,只有有了穩定的結構作為基 礎,才能建造出各式各樣的房子。換句話說,ARM架構只相當于一座建筑的框架,至于最后建造出來的房子長什么樣,舒適度如何,就是由處理器廠商自己決定 了。不過有一點需要說明,假如結構的設計值是十層,容納人數的上限是100人,那么最后建好的房子也不能超過這個上限。這也就是說,采用相同架構的處理 器,性能基本上已經鎖定在一定的范圍之內,不會有本質的區別。所以,看處理器的性能要先看架構。
ARM架構
ARM授權方式
ARM公司是一家知識產權供應商,本身并不參與終端處理器芯片的制造和銷售,而是通過向其它芯片廠商授權設計方案,來獲取收益。ARM提供了多 樣的授權方式,ARM公司可以向芯片廠商單純的轉讓設計方案的使用及銷售權,比如德州儀器,其旗下的OMAP處理器是在原始ARM架構的基礎上設計的,這 種方式費用一般比較低,所以,德州儀器的芯片售價也相對較低。
對于一些具備自有設計技術的客戶,他們希望能對原始的ARM架構進行優化,以便更好的適應到自己研發的芯片,這樣就會牽扯到授權架構修改的費 用,而且這項費用也是相當昂貴的。比如高通Scropion架構,三星的蜂鳥Hummingbird核心等都是在Cortex-A8的基礎上修改的。一般 這些優化過的處理器都要比采用原始ARM架構的處理器性能更強。
ARM公司是全球最大的半導體知識產權核心供應商,目前已經在移動電話領域占據了90%的市場份額。超過100家半導體公司持有不同形式的 ARM授權。其中包括Intel、IBM、LG、NEC、SONY、NXP(原PHILIPS)和NS等公司。也有包括微軟、升陽和MRI等一系列知名軟 件系統公司。
ARM的設計是Acorn電腦公司(Acorn Computers Ltd)于1983年開始的開發計劃。1985年時開發出首款內核ARM1,經過三十年的發展,如今已經發展到運行速度可達2.5GHz的Crotex- A15核心。接下來筆者就為大家介紹一下ARM架構的發展歷程。因為ARM9之前的ARM核心基本上都是應用在音樂播放器、游戲機、相機以及計算器等電子 產品中,所以這部分筆者就不做過多介紹了,以下筆者著重介紹在智能手機中廣泛應用的ARM9及之后的ARM架構。