ARM是何方神圣?高通、苹果、三星、华为都在用ARM芯片架构

英国ARM公司(2016年被日本软银公司收购了,现在是一家日本公司了)是全球领先的半导体知识产权 (IP) 提供商。全世界超过95%的智能手机和平板电脑都采用ARM架构,ARM架构,曾称进阶精简指令集机器(Advanced RISC Machine)更早称作Acorn RISC Machine,是一个32位精简指令集(RISC)处理器架构。还有基于ARM设计的派生产品,重要产品包括Marvell的XScale架构和德州仪器的OMAP系列。ARM家族占比所有32位嵌入式处理器的75%,成为占全世界最多数的32位架构。

ARM处理器广泛使用在嵌入式系统设计,低耗电节能,非常适用移动通讯领域。消费性电子产品,例如可携式装置(PDA、移动电话、多媒体播放器、掌上型电子游戏,和计算机),电脑外设(硬盘、桌上型路由器),甚至导弹的弹载计算机等军用设施。ARM是世界上最具影响力的芯片技术提供商之一,主要从事低费用、低功耗、高性能芯片研发,全世界99%的智能手机和平板电脑都采用ARM架构。所有的iPhone和iPad都使用ARM芯片,多数Kindle阅读器和Android设备也都采用这一架构。

ARM 公司本身并不靠自有的设计来制造或出售 CPU ,而是将处理器架构授权给有兴趣的厂家。ARM 提供了多样的授权条款,包括售价与散播性等项目。对于授权方来说,ARM 提供了 ARM 内核的整合硬件叙述,包含完整的软件开发工具(编译器、debugger、SDK),以及针对内含 ARM CPU 硅芯片的销售权。对于授权方来说,其希望能将 ARM 内核整合到他们自行研发的芯片设计中,通常就仅针对取得一份生产就绪的知识产权内核(IP Core)认证。对这些客户来说,ARM 会释出所选的 ARM 核心的版图,连同抽象模拟模型和测试程式,以协助设计整合和验证。需求更多的客户,包括整合元件制造商(IDM)和晶圆厂家,就选择可合成的RTL(寄存器传输级,如 Verilog)形式来取得处理器的知识产权(IP)。藉著可整合的 RTL,客户就有能力能进行架构上的最佳化与加强。这个方式能让设计者完成额外的设计目标(如高震荡频率、低能量耗损、指令集延伸等)而不会受限于无法更动的电路图。虽然 ARM 并不授予授权方再次出售 ARM 架构本身,但授权方可以任意地出售制品(如芯片元件、评估板、完整系统等)。所以说ARM 公司就是让大家都使用自己的架构,他们收取架构的使用费用。

所以苹果、高通、华为、三星是当下处理芯片方面的供应巨头,但其芯片的核心架构都来自于ARM公司,这几家的公司实力都那么强悍,为什么不自己开发底层的架构呢?底层架构这个耗时耗力,需要投入很大的资金支持,而且还不一定成功,投入的各方面成本远远大于购买现成的技术所消耗的时间、金钱和精力。而且对于苹果、高通和三星来说同属于一个政治阵营,虽然会有商业冲突,但绝不会出现“封杀”和以莫须有的罪名扣留企业高管的奇葩情况。

所以在一个相当长的时间内,世界芯片厂家还是会一如既往的使用ARM芯片架构,并在其基础上进行优化,以满足更高的处理智能化需求。

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