1不斷滿足性能需求的ARM處理器架構(gòu)

隨著智能移動(dòng)終端以及移動(dòng)應(yīng)用的普及，用戶獲取資訊以及數(shù)據(jù)的方式發(fā)生了極大的變化，移動(dòng)設(shè)備成為流量的主要入口。移動(dòng)終端的技術(shù)發(fā)展，對移動(dòng)設(shè)備的性能也提出了更高的要求。

ARM公司宣布推出其首款64位的ARM架構(gòu)的處理器，這對于ARM公司是一個(gè)足以載入芯片發(fā)展史冊的進(jìn)程，并進(jìn)一步擴(kuò)大了ARM在高性能與低功耗領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。

　　不斷滿足性能需求的ARM處理器架構(gòu)

ARM架構(gòu)是構(gòu)建每個(gè)ARM處理器的基礎(chǔ)，ARM架構(gòu)隨著時(shí)間的推移不斷的發(fā)展，其中包含的架構(gòu)功能正在滿足不斷增長的新功能、高性能需求以及新興市場的需要。

ARM架構(gòu)支持跨越多個(gè)性能點(diǎn)的實(shí)現(xiàn)，并已在許多細(xì)分市場成為主導(dǎo)的架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)規(guī)模、性能和低功耗是ARM架構(gòu)的關(guān)鍵特性。在其最新發(fā)布的ARMv8架構(gòu)中，將64位架構(gòu)支持引入ARM架構(gòu)之中，其這一舉措宣布其全面支持消費(fèi)者的移動(dòng)互聯(lián)生活方式。這也將為ARM公司的市場擴(kuò)展與用戶體驗(yàn)革新提供了無限的商機(jī)。

　　ARMv8（圖片來自ARM官網(wǎng)）

ARMv8最新的64位的架構(gòu)在ARMv8架構(gòu)中可以看成有兩部分，其中第一部分是32位的AArch32，它是32位的一級，另外是AArch64。這個(gè)處理器最大的一個(gè)特點(diǎn)是在新的架構(gòu)當(dāng)中，兼容以前的32位架構(gòu)上面所寫的代碼，所開發(fā)的應(yīng)用在新的架構(gòu)下是完全百分之百兼容的。同時(shí)它引起ARM開發(fā)者對未來開發(fā)64位的目標(biāo)，其開發(fā)的所有的應(yīng)用都能夠保證在未來還能夠繼續(xù)使用。

在基于ARMv8體系架構(gòu)下，ARM Cortex-A50系列是其最新的處理器。該系列支持AArch64，這是一種新的高能效執(zhí)行狀態(tài)，可以與現(xiàn)有的32位執(zhí)行狀態(tài)一切運(yùn)行。為什么要選擇ARM Cortex-A50處理器系列。首先，ARM Cortex-A50處理器系列具備64位功能極佳的32位處理器，可以提供更好的性能。ARMv8體系結(jié)構(gòu)在AArch64狀態(tài)下，允許32位和64位之間進(jìn)行完全的交互操作，因此可以從運(yùn)行32位ARMv7應(yīng)用程序的64位操作系統(tǒng)開始，遷移到在同一系統(tǒng)中混合運(yùn)行32位應(yīng)用程序和64位應(yīng)用程序，最終一步步遷移到64位系統(tǒng)。

2ARM Cortex-A50系列處理器

目前的ARM Cortex-A50系列又包含Cortex-A57以及Cortex-A53兩個(gè)處理器。在我們比較這兩個(gè)處理器之時(shí)，不妨先談?wù)凚ig.LITTILE處理技術(shù)，為何要談它呢，這是因?yàn)镃ortex-A57以及Cortex-A53這兩個(gè)處理器既可以單獨(dú)運(yùn)行也可以組合到Big.LITTILE工藝配置之中，以便實(shí)現(xiàn)可拓展的性能并獲得最佳的效能。

　　ARM Cortex-A50（圖片來自ARM官網(wǎng)）

那么在這一段就來為大家談?wù)凚ig.LITTILE處理技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)是一種節(jié)能技術(shù)，它將最高性能的ARM CPU與最高效的ARM CPU結(jié)合到一個(gè)處理器子系統(tǒng)之中，這么做不但令處理器的性能更高同樣也能讓能耗也更低。這種處理技術(shù)，可根據(jù)性能要求，將軟件工作負(fù)荷的狀態(tài)、瞬間轉(zhuǎn)移至適當(dāng)?shù)奶幚砥髦?，折中轉(zhuǎn)移平衡的操作非常的迅捷，對于用戶來說是毫無感覺的。這種技術(shù)可以處理器更多的能耗，同時(shí)仍然可以在內(nèi)核的峰值性能上提供更高的性能。

　　Big.LITTILE

這種技術(shù)應(yīng)用的背景是因?yàn)楫?dāng)今智能手機(jī)以及平板電腦的使用模式是動(dòng)態(tài)的，高強(qiáng)度的游戲以及Web瀏覽處理上與時(shí)間長但低強(qiáng)度的發(fā)短信、郵件、音頻任務(wù)處理交替進(jìn)行。這種模式的出現(xiàn)就要求開發(fā)新一代的節(jié)能技術(shù)，才能跟上移動(dòng)平臺性能快速提升的步伐，同時(shí)維持和提升能效與電池的壽命。

OK，介紹完了Big.LITTILE處理技術(shù)存在的背景以及必要性之后，我們就該來談?wù)凜ortex-A57和Cortex-A53這兩個(gè)處理器的各自特點(diǎn)了，首先這兩個(gè)處理器都是基于ARMv8體系結(jié)構(gòu)的第一種處理器，引入了世界上能效最高的64位技術(shù)，并促進(jìn)創(chuàng)新并支持各種新設(shè)備與技術(shù)，范圍從智能手機(jī)到平板電腦。其次，在兩種的處理器的各自特點(diǎn)上又具有不同的性能表現(xiàn)，Cortex-A57處理器是ARM最先進(jìn)、性能最高的應(yīng)用程序處理器。這是因?yàn)楝F(xiàn)在的智能手機(jī)正在從內(nèi)容消費(fèi)型設(shè)備向內(nèi)容創(chuàng)作型設(shè)備轉(zhuǎn)變。所以才刺激了對Cortex-A57處理器提供的高級處理能力的需求。一部配備了Cortex-A57處理器的智能手機(jī)，可拓展其無線連接方式，為消費(fèi)者提供了筆記本電腦般的體驗(yàn)，甚至可以取代游戲機(jī)甚至筆記本電腦。

Cortex-A53處理器，其是ARM有史以來最高效的應(yīng)用程序處理器，在各個(gè)工藝節(jié)點(diǎn)下，只需四分之一的功耗就能提供當(dāng)今主流智能手機(jī)的體驗(yàn)。此處理器最大的特點(diǎn)就是可在功耗最低、占用面積最小的情況下提供當(dāng)今高端智能手機(jī)的計(jì)算能力，因此能讓一般的設(shè)備供用戶使用一整天。

3ARM與終端芯片廠商之間的前生今世

ARM與終端芯片廠商之間的前生今世

九十年代初成立于英國劍橋的ARM公司到底一家什么公司呢？其實(shí)該公司主要出售芯片設(shè)計(jì)技術(shù)的授權(quán)，采用ARM技術(shù)知識產(chǎn)權(quán)的微處理器技術(shù)正在逐步滲入到日常生活的各個(gè)方面。

ARM公司是專門從事芯片設(shè)計(jì)開發(fā)的公司，作為知識產(chǎn)權(quán)供應(yīng)商，本身不直接從事芯片生產(chǎn)，靠轉(zhuǎn)讓設(shè)計(jì)許可由合作公司生產(chǎn)各具特色的芯片，世界各大半導(dǎo)體生產(chǎn)商從ARM公司購買其設(shè)計(jì)的ARM微處理器核，根據(jù)各自不同的應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)入市場。目前，全世界有幾十家大的半導(dǎo)體公司都使用ARM公司的授權(quán)，因此既使得ARM技術(shù)獲得更多的第三方芯片廠商的支持，又使整個(gè)開發(fā)成本降低，使產(chǎn)品更容易進(jìn)入市場被消費(fèi)者所接受，更具有競爭力。

　　特斯拉電動(dòng)汽車

實(shí)際上很多智能移動(dòng)終端芯片廠商的處理器產(chǎn)品底層均是基于ARM指令集研發(fā)的，ARM公司授權(quán)提供核心指令集以及相應(yīng)的架構(gòu)，比如Cortex-A50系列核心架構(gòu)就是ARM所研發(fā)的，其他芯片廠商或直接拿來使用，或基于現(xiàn)有的架構(gòu)進(jìn)行二次定制修改，像高通這樣的公司則選擇基于ARM指令集進(jìn)行深度開發(fā)，形成自己獨(dú)有的核心架構(gòu)，并具有更大的靈活性。

關(guān)于ARM與智能移動(dòng)終端芯片廠商的關(guān)系，通過比喻或許能夠更好的理解。ARM公司所授權(quán)的核心架構(gòu)就好比發(fā)動(dòng)機(jī)，智能移動(dòng)終端芯片公司就好比廠商，它們針對相應(yīng)的市場需求制造出不同性能、不同功耗的產(chǎn)品，而基于何種發(fā)動(dòng)機(jī)研發(fā)，很大程度決定了產(chǎn)品性能的好壞?？梢哉fARM公司的處理器架構(gòu)，在智能移動(dòng)終端芯片制造上有著不可比擬的作用。