相信大學(xué)時(shí)學(xué)習(xí)過單片機(jī)這門課程的朋友,都和筆者一樣聽過ARM這個(gè)名稱,那時(shí)候還以為ARM只是一家小公司,但事實(shí)并不是這樣的。說起手機(jī)芯片的廠商,相信大家第一時(shí)間會(huì)想起美國高通公司或者臺(tái)灣的聯(lián)發(fā)科技(英文簡稱為MTK),而無論是高通還是聯(lián)發(fā)科技,他們的手機(jī)芯片均是基于ARM架構(gòu)的。
ARM公司于1991年成立于英國劍橋,但其并不是一家獨(dú)資企業(yè),而是從原先前身Acorn計(jì)算機(jī)公司中剝離出來一個(gè)部門,加上蘋果、VLSI、Technology等公司先后投資而成立的一家合資企業(yè)。而目前公司主要業(yè)務(wù)是出售芯片設(shè)計(jì)技術(shù)的授權(quán),將其技術(shù)授權(quán)給世界上許多著名的半導(dǎo)體、軟件以及OEM廠商,每一個(gè)合作廠商所能得到的是一套獨(dú)特的ARM相關(guān)技術(shù)服務(wù)與其咨詢。合作伙伴包括英特爾、IBM、SONY等這樣響當(dāng)當(dāng)?shù)钠髽I(yè),都是ARM伙伴。同樣,除去硬件方面的合作,在軟件方面也深化跟微軟、SUN等知名公司的聯(lián)盟?! ?/p>
雖然說ARM公司現(xiàn)在是一個(gè)世界級別的企業(yè),業(yè)績?nèi)缛罩刑欤?0世紀(jì)90年代時(shí),ARM公司的業(yè)績卻是寸步難行,始終不見起色,處理器業(yè)務(wù)也是徘徊不前。而且更重要的是公司發(fā)展資金短缺,難以形成持續(xù)的生產(chǎn),鑒于此種情況,ARM也做了一個(gè)決定自身命運(yùn)的決定,殊不知其決定在十幾年后改變了智能手機(jī)芯片市場,這個(gè)決定便是自己不再制造芯片,只將芯片的設(shè)計(jì)方案授權(quán)于合作公司,由合作公司來生產(chǎn),但也正是借由此模式的開展,使得ARM芯片業(yè)務(wù)遍地開花,甚至連PC領(lǐng)域的老大英特爾也不由感嘆。
同時(shí),鑒于21世紀(jì)后智能手機(jī)行業(yè)的迅速擴(kuò)展,出貨量開始呈現(xiàn)爆炸式增長,基于ARM設(shè)計(jì)方案的處理器開始迭代更新,手機(jī)廠商開始對于性能的追求,芯片廠商們拉開芯片硬件軍備競賽序幕,對于ARM的合作需求更為緊密,而ARM也順理成章地成為硬件軍備競賽幕后的推手,而一個(gè)常見名詞“ARM架構(gòu)”也慢慢浮出水面,進(jìn)入大眾的視野,那么,何為ARM架構(gòu)?
ARM架構(gòu),又稱之為高級精簡指令集機(jī)器,是一個(gè)32位精簡指令集(RISC)處理器架構(gòu),并且具有極高的性價(jià)比、代碼密度,及時(shí)出色的實(shí)時(shí)中斷響應(yīng),同時(shí)占用硅片的面積極少。更重要的是,由于其較為節(jié)能的特點(diǎn),ARM處理器非常適用于移動(dòng)通信領(lǐng)域,符合其主要設(shè)計(jì)目標(biāo)為低成本、高性能、低耗電的特性,因此,我們常見其出現(xiàn)于手機(jī)、平板等移動(dòng)終端領(lǐng)域。
而目前ARM在手機(jī)領(lǐng)域表現(xiàn)最搶眼的大體為Cortex-A15、Cortex-A7和Cortex-A17。就在2014年上半年,聯(lián)發(fā)科發(fā)布了首款A(yù)17+A7真8核處理器MT6595,而緊追聯(lián)發(fā)科的8核潮流,華為榮耀6更是迅猛出擊,在處理器方面首次搭載海思Kirin 920真8核處理器,采用四個(gè)A7內(nèi)核(1.3GHz)和四個(gè)A15(1.7GHz)內(nèi)核的big.LITTLE架構(gòu)。 解讀真8核處理器 那么A7、A15、A17這三者的對比區(qū)別究竟在哪里尼?待小編慢慢說來,如有不足,請大神網(wǎng)友指導(dǎo)開路,切勿謾罵成災(zāi),以免跨省追捕:
首先,上面介紹的A15、A7處理器都隸屬于Cortex-A系列,基于ARMv7-A架構(gòu),前者當(dāng)屬時(shí)下業(yè)界迄今為止性能最高而且可授予許可的處理器,而后者則是保障性能的前提下提供較為出色的低功耗表現(xiàn)。因此,Cortex-A15更加注重性能方面的使用,因此,采用面積與功耗更高5倍的Cortex-A15處理器 ,就相當(dāng)于 Cortex-A7約2-3倍的性能。而 Cortex-A7則是一款保障性能又低功耗的代表,如果你是只接打電話,聊聊微信微博,玩下天天酷跑之類的消費(fèi)者,MTK的四核A7就已經(jīng)足夠你的日常使用。
其次,盡管Cortex-A7處理器的體系結(jié)構(gòu)和功能集與Cortex-A15 處理器完全相同,但不同之處在于,Cortex-A7處理器的微體系結(jié)構(gòu)側(cè)重于提供最佳能效,因此這兩種處理器可在big.LITTLE(大小核大小核心伴侶結(jié)構(gòu))配置中協(xié)同工作,從而提供高性能與超低功耗的終極組合。因此我們可以看到有四個(gè)A15和四個(gè)A7的海思Kirin 920八核處理器的現(xiàn)身以及其強(qiáng)悍跑分。
最后、僅有Cortex-A15和ARM Cortex-A7遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,而2014上半年到來的Cortex-A17則是驚出廠商一片冷汗。從命名規(guī)則來說,A17的整體表現(xiàn)應(yīng)該強(qiáng)于A15,但恰恰意外的是,它本質(zhì)是Cortex-A12的改進(jìn)版本,改善了性能和能效。同時(shí),得益于這個(gè)新的總線,A17可以支持多核心SoC的完整內(nèi)存一致性操作,能夠參與big.LITTLE雙架構(gòu)混合方案。而聯(lián)發(fā)科也積極備戰(zhàn),發(fā)布了首款A(yù)17+A7真8核MT6595處理器,小編目測下半年此芯片處理器會(huì)火!
ARM 聚焦64位處理器
目前除了八核處理器能成為一個(gè)焦點(diǎn)外,在蘋果iPhone 5S上所搭載64位處理器也成為廠商下一個(gè)競爭的目標(biāo),高通與MTK已經(jīng)反正宣布將會(huì)有今年底或者明年初推出64位的產(chǎn)品。在64位方面,ARM目前提供了Cortex-A53和Cortex-A57兩款處理器,同屬于Cortex-A50系列。
Cortex-A57是ARM最先進(jìn)、性能最高的應(yīng)用處理器,號稱可在同樣的功耗水平下達(dá)到當(dāng)今頂級智能手機(jī)性能的三倍;而Cortex-A53是世界上能效最高、面積最小的64位處理器,同等性能下能效是當(dāng)今高端智能手機(jī)的三倍,大家可以簡單地理解為是64位版的A17和A7處理器。這兩款處理器還可整合為ARM big.LITTLE(大小核心伴侶)處理器架構(gòu),根據(jù)運(yùn)算需求在兩者間進(jìn)行切換,以結(jié)合高性能與高功耗效率的特點(diǎn),兩個(gè)處理器是獨(dú)立運(yùn)作的。
2014年注定是64位ARM將要爆發(fā)前奏的一年,高通、聯(lián)發(fā)科、三星這三個(gè)在芯片領(lǐng)域頗有造詣的廠商也紛紛發(fā)布自家64位處理器的推進(jìn),但現(xiàn)在,高通似乎已經(jīng)率先發(fā)難,帶來兩款64位處理器,分別是驍龍808和驍龍810,驍龍808為六核心設(shè)計(jì),用big.LILLTE架構(gòu)集成了兩顆Cortex-A57核心和四顆Cortex-A53核心,具體處理器會(huì)是MSM8x92系列。 而驍龍810為八核心設(shè)計(jì),用big.LILLTE架構(gòu)集成了四顆Cortex-A57核心和四顆Cortex-A53核心,其整合了Adreno 430圖像核心,可支持4K分辨率顯示屏,具體處理器會(huì)是MSM8x94系列。
三星首款64位芯片Exynos 5433,也會(huì)采用四核Cortex-A57加四核Cortex-A53的big.LITTLE方案,而聯(lián)發(fā)科技方面也于7月對外分布了旗下的64位產(chǎn)品——MT6795,同樣是big.LITTLE方案,但性能還有待終端產(chǎn)品正式發(fā)布后才能知曉。毫無疑問,芯片廠商整體對于64位處理器的需求,將會(huì)促使手機(jī)芯片處理器領(lǐng)域的迭代更新更加迅猛,性能方面也將驟然提升,而ARM的設(shè)計(jì)方案亦將繼續(xù)向前。
總結(jié):雖然手機(jī)廠商們在智能手機(jī)市場上的風(fēng)光無限,高通、三星、聯(lián)發(fā)科等芯片處理廠商在芯片領(lǐng)域的強(qiáng)勢角力,也令移動(dòng)智能手機(jī)設(shè)備市場變得豐富多彩,但如果沒有ARM在背后作為核心技術(shù)的支持,恐怕整個(gè)手機(jī)行業(yè)的發(fā)展速度將會(huì)減慢很多。