生活中的科技秘密 你所不知的ARM處理器

| 責編：齊夢捷

隨著智能移動終端以及移動應用的普及，用戶獲取資訊以及數據的方式發生了極大的變化，移動設備成為流量的主要入口。

移動終端的技術發展，對移動設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架構的處理器，這對於ARM公司是一個足以載入晶片發展史冊的進程，並進一步擴大了ARM在高性能與低功耗領域的領先地位。

不斷滿足性能需求的ARM處理器架構

ARM架構是構建每個ARM處理器的基礎，ARM架構隨著時間的推移不斷的發展，其中包含的架構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架構支持跨越多個性能點的實現，並已在許多細分市場成為主導的架構，實現規模、性能和低功耗是ARM架構的關鍵特性。

在其最新發布的ARMv8架構中，將64位架構支持引入ARM架構之中，其這一舉措宣布其全面支持消費者的移動互聯生活方式。

這也將為ARM公司的市場擴展與用戶體驗革新提供了無限的商機。

ARMv8（圖片來自ARM官網）

ARMv8最新的64位的架構在ARMv8架構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。

這個處理器最大的一個特點是在新的架構當中，兼容以前的32位架構上面所寫的代碼，所開發的應用在新的架構下是完全百分之百兼容的。

同時它引起ARM開發者對未來開發64位的目標，其開發的所有的應用都能夠保證在未來還能夠繼續使用。

在基於ARMv8體系架構下，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行狀態，可以與現有的32位執行狀態一切運行。

為什麼要選擇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體系結構在AArch64狀態下，允許32位和64位之間進行完全的交互操作，因此可以從運行32位ARMv7應用程式的64位作業系統開始，遷移到在同一系統中混合運行32位應用程式和64位應用程式，最終一步步遷移到64位系統。

目前的ARM Cortex-A50系列又包含Cortex-A57以及Cortex-A53兩個處理器。

在我們比較這兩個處理器之時，不妨先談談Big.LITTILE處理技術，為何要談它呢，這是因為Cortex-A57以及Cortex-A53這兩個處理器既可以單獨運行也可以組合到Big.LITTILE工藝配置之中，以便實現可拓展的性能並獲得最佳的效能。

ARM Cortex-A50（圖片來自ARM官網）

那麼在這一段就來為大家談談Big.LITTILE處理技術，這項技術是一種節能技術，它將最高性能的ARM CPU與最高效的ARM CPU結合到一個處理器子系統之中，這麼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，可根據性能要求，將軟體工作負荷的狀態、瞬間轉移至適當的處理器之中，折中轉移平衡的操作非常的迅捷，對於用戶來說是毫無感覺的。

這種技術可以處理器更多的能耗，同時仍然可以在內核的峰值性能上提供更高的性能。

Big.LITTILE

這種技術應用的背景是因為當今智慧型手機以及平板電腦的使用模式是動態的，高強度的遊戲以及Web瀏覽處理上與時間長但低強度的發簡訊、郵件、音頻任務處理交替進行。

這種模式的出現就要求開發新一代的節能技術，才能跟上移動平台性能快速提升的步伐，同時維持和提升能效與電池的壽命。

OK，介紹完了Big.LITTILE處理技術存在的背景以及必要性之後，我們就該來談談Cortex-A57和Cortex-A53這兩個處理器的各自特點了，首先這兩個處理器都是基於ARMv8體系結構的第一種處理器，引入了世界上能效最高的64位技術，並促進創新並支持各種新設備與技術，範圍從智慧型手機到平板電腦。

其次，在兩種的處理器的各自特點上又具有不同的性能表現，Cortex-A57處理器是ARM最先進、性能最高的應用程式處理器。

這是因為現在的智慧型手機正在從內容消費型設備向內容創作型設備轉變。

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處理器的智慧型手機，可拓展其無線連接方式，為消費者提供了筆記本電腦般的體驗，甚至可以取代遊戲機甚至筆記本電腦。

Cortex-A53處理器，其是ARM有史以來最高效的應用程式處理器，在各個工藝節點下，只需四分之一的功耗就能提供當今主流智慧型手機的體驗。

此處理器最大的特點就是可在功耗最低、占用面積最小的情況下提供當今高端智慧型手機的計算能力，因此能讓一般的設備供用戶使用一整天。

ARM與終端晶片廠商之間的前生今世

九十年代初成立於英國劍橋的ARM公司到底一家什麼公司呢？其實該公司主要出售晶片設計技術的授權，採用ARM技術智慧財產權的微處理器技術正在逐步滲入到日常生活的各個方面。

ARM公司是專門從事晶片設計開發的公司，作為智慧財產權供應商，本身不直接從事晶片生產，靠轉讓設計許可由合作公司生產各具特色的晶片，世界各大半導體生產商從ARM公司購買其設計的ARM微處理器核，根據各自不同的應用領域進入市場。

目前，全世界有幾十家大的半導體公司都使用ARM公司的授權，因此既使得ARM技術獲得更多的第三方晶片廠商的支持，又使整個開發成本降低，使產品更容易進入市場被消費者所接受，更具有競爭力。

特斯拉電動汽車

實際上很多智能移動終端晶片廠商的處理器產品底層均是基於ARM指令集研發的，ARM公司授權提供核心指令集以及相應的架構，比如Cortex-A50系列核心架構就是ARM所研發的，其他晶片廠商或直接拿來使用，或基於現有的架構進行二次定製修改，像高通這樣的公司則選擇基於ARM指令集進行深度開發，形成自己獨有的核心架構，並具有更大的靈活性。

關於ARM與智能移動終端晶片廠商的關係，通過比喻或許能夠更好的理解。

ARM公司所授權的核心架構就好比發動機，智能移動終端晶片公司就好比廠商，它們針對相應的市場需求製造出不同性能、不同功耗的產品，而基於何種發動機研發，很大程度決定了產品性能的好壞。

可以說ARM公司的處理器架構，在智能移動終端晶片製造上有著不可比擬的作用。