相信大學時學習過單片機這門課程的朋友,都和筆者一樣聽過ARM這個名稱,那時候還以為ARM只是一家小公司,但事實并不是這樣的。說起手機芯片的廠商,相信大家第一時間會想起美國高通公司或者臺灣的聯發科技(英文簡稱為MTK),而無論是高通還是聯發科技,他們的手機芯片均是基于ARM架構的。
ARM公司于1991年成立于英國劍橋,但其并不是一家獨資企業,而是從原先前身Acorn計算機公司中剝離出來一個部門,加上蘋果、VLSI、Technology等公司先后投資而成立的一家合資企業。而目前公司主要業務是出售芯片設計技術的授權,將其技術授權給世界上許多著名的半導體、軟件以及OEM廠商,每一個合作廠商所能得到的是一套獨特的ARM相關技術服務與其咨詢。合作伙伴包括英特爾、IBM、SONY等這樣響當當的企業,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等知名公司的聯盟。
雖然說ARM公司現在是一個世界級別的企業,業績如日中天,但在20世紀90年代時,ARM公司的業績卻是寸步難行,始終不見起色,處理器業務也是徘徊不前。而且更重要的是公司發展資金短缺,難以形成持續的生產,鑒于此種情況,ARM也做了一個決定自身命運的決定,殊不知其決定在十幾年后改變了智能手機芯片市場,這個決定便是自己不再制造芯片,只將芯片的設計方案授權于合作公司,由合作公司來生產,但也正是借由此模式的開展,使得ARM芯片業務遍地開花,甚至連PC領域的老大英特爾也不由感嘆。
同時,鑒于21世紀后智能手機行業的迅速擴展,出貨量開始呈現爆炸式增長,基于ARM設計方案的處理器開始迭代更新,手機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,而一個常見名詞“ARM架構”也慢慢浮出水面,進入大眾的視野,那么,何為ARM架構?
ARM架構,又稱之為高級精簡指令集機器,是一個32位精簡指令集(RISC)處理器架構,并且具有極高的性價比、代碼密度,及時出色的實時中斷響應,同時占用硅片的面積極少。更重要的是,由于其較為節能的特點,ARM處理器非常適用于移動通信領域,符合其主要設計目標為低成本、高性能、低耗電的特性,因此,我們常見其出現于手機、平板等移動終端領域。
而目前ARM在手機領域表現最搶眼的大體為Cortex-A15、Cortex-A7和Cortex-A17。就在2014年上半年,聯發科發布了首款A17+A7真8核處理器MT6595,而緊追聯發科的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A7內核(1.3GHz)和四個A15(1.7GHz)內核的big.LITTLE架構。 解讀真8核處理器 那么A7、A15、A17這三者的對比區別究竟在哪里尼?待小編慢慢說來,如有不足,請大神網友指導開路,切勿謾罵成災,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,前者當屬時下業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。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者,MTK的四核A7就已經足夠你的日常使用。
其次,盡管Cortex-A7處理器的體系結構和功能集與Cortex-A15 處理器完全相同,但不同之處在于,Cortex-A7處理器的微體系結構側重于提供最佳能效,因此這兩種處理器可在big.LITTLE(大小核大小核心伴侶結構)配置中協同工作,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A15和四個A7的海思Kirin 920八核處理器的現身以及其強悍跑分。
最后、僅有Cortex-A15和ARM Cortex-A7遠遠不夠,而2014上半年到來的Cortex-A17則是驚出廠商一片冷汗。從命名規則來說,A17的整體表現應該強于A15,但恰恰意外的是,它本質是Cortex-A12的改進版本,改善了性能和能效。同時,得益于這個新的總線,A17可以支持多核心SoC的完整內存一致性操作,能夠參與big.LITTLE雙架構混合方案。而聯發科也積極備戰,發布了首款A17+A7真8核MT6595處理器,小編目測下半年此芯片處理器會火!
ARM 聚焦64位處理器
目前除了八核處理器能成為一個焦點外,在蘋果iPhone 5S上所搭載64位處理器也成為廠商下一個競爭的目標,高通與MTK已經反正宣布將會有今年底或者明年初推出64位的產品。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、性能最高的應用處理器,號稱可在同樣的功耗水平下達到當今頂級智能手機性能的三倍;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今高端智能手機的三倍,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,根據運算需求在兩者間進行切換,以結合高性能與高功耗效率的特點,兩個處理器是獨立運作的。
2014年注定是64位ARM將要爆發前奏的一年,高通、聯發科、三星這三個在芯片領域頗有造詣的廠商也紛紛發布自家64位處理器的推進,但現在,高通似乎已經率先發難,帶來兩款64位處理器,分別是驍龍808和驍龍810,驍龍808為六核心設計,用big.LILLTE架構集成了兩顆Cortex-A57核心和四顆Cortex-A53核心,具體處理器會是MSM8x92系列。 而驍龍810為八核心設計,用big.LILLTE架構集成了四顆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,具體處理器會是MSM8x94系列。
三星首款64位芯片Exynos 5433,也會采用四核Cortex-A57加四核Cortex-A53的big.LITTLE方案,而聯發科技方面也于7月對外分布了旗下的64位產品——MT6795,同樣是big.LITTLE方案,但性能還有待終端產品正式發布后才能知曉。毫無疑問,芯片廠商整體對于64位處理器的需求,將會促使手機芯片處理器領域的迭代更新更加迅猛,性能方面也將驟然提升,而ARM的設計方案亦將繼續向前。
總結:雖然手機廠商們在智能手機市場上的風光無限,高通、三星、聯發科等芯片處理廠商在芯片領域的強勢角力,也令移動智能手機設備市場變得豐富多彩,但如果沒有ARM在背后作為核心技術的支持,恐怕整個手機行業的發展速度將會減慢很多。