生活中的科技秘密 你所不知的ARM处理器

| 责编：齐梦捷

随着智能移动终端以及移动应用的普及，用户获取资讯以及数据的方式发生了极大的变化，移动设备成为流量的主要入口。移动终端的技术发展，对移动设备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架构的处理器，这对于ARM公司是一个足以载入芯片发展史册的进程，并进一步扩大了ARM在高性能与低功耗领域的领先地位。

不断满足性能需求的ARM处理器架构

ARM架构是构建每个ARM处理器的基础，ARM架构随着时间的推移不断的发展，其中包含的架构功能正在满足不断增长的新功能、高性能需求以及新兴市场的需要。

ARM架构支持跨越多个性能点的实现，并已在许多细分市场成为主导的架构，实现规模、性能和低功耗是ARM架构的关键特性。在其最新发布的ARMv8架构中，将64位架构支持引入ARM架构之中，其这一举措宣布其全面支持消费者的移动互联生活方式。这也将为ARM公司的市场扩展与用户体验革新提供了无限的商机。

ARMv8（图片来自ARM官网）

ARMv8最新的64位的架构在ARMv8架构中可以看成有两部分，其中第一部分是32位的AArch32，它是32位的一级，另外是AArch64。这个处理器最大的一个特点是在新的架构当中，兼容以前的32位架构上面所写的代码，所开发的应用在新的架构下是完全百分之百兼容的。同时它引起ARM开发者对未来开发64位的目标，其开发的所有的应用都能够保证在未来还能够继续使用。

在基于ARMv8体系架构下，ARM Cortex-A50系列是其最新的处理器。该系列支持AArch64，这是一种新的高能效执行状态，可以与现有的32位执行状态一切运行。为什么要选择ARM Cortex-A50处理器系列。首先，ARM Cortex-A50处理器系列具备64位功能极佳的32位处理器，可以提供更好的性能。ARMv8体系结构在AArch64状态下，允许32位和64位之间进行完全的交互操作，因此可以从运行32位ARMv7应用程序的64位操作系统开始，迁移到在同一系统中混合运行32位应用程序和64位应用程序，最终一步步迁移到64位系统。

目前的ARM Cortex-A50系列又包含Cortex-A57以及Cortex-A53两个处理器。在我们比较这两个处理器之时，不妨先谈谈Big.LITTILE处理技术，为何要谈它呢，这是因为Cortex-A57以及Cortex-A53这两个处理器既可以单独运行也可以组合到Big.LITTILE工艺配置之中，以便实现可拓展的性能并获得最佳的效能。

ARM Cortex-A50（图片来自ARM官网）

那么在这一段就来为大家谈谈Big.LITTILE处理技术，这项技术是一种节能技术，它将最高性能的ARM CPU与最高效的ARM CPU结合到一个处理器子系统之中，这么做不但令处理器的性能更高同样也能让能耗也更低。这种处理技术，可根据性能要求，将软件工作负荷的状态、瞬间转移至适当的处理器之中，折中转移平衡的操作非常的迅捷，对于用户来说是毫无感觉的。这种技术可以处理器更多的能耗，同时仍然可以在内核的峰值性能上提供更高的性能。

Big.LITTILE

这种技术应用的背景是因为当今智能手机以及平板电脑的使用模式是动态的，高强度的游戏以及Web浏览处理上与时间长但低强度的发短信、邮件、音频任务处理交替进行。这种模式的出现就要求开发新一代的节能技术，才能跟上移动平台性能快速提升的步伐，同时维持和提升能效与电池的寿命。

OK，介绍完了Big.LITTILE处理技术存在的背景以及必要性之后，我们就该来谈谈Cortex-A57和Cortex-A53这两个处理器的各自特点了，首先这两个处理器都是基于ARMv8体系结构的第一种处理器，引入了世界上能效最高的64位技术，并促进创新并支持各种新设备与技术，范围从智能手机到平板电脑。其次，在两种的处理器的各自特点上又具有不同的性能表现，Cortex-A57处理器是ARM最先进、性能最高的应用程序处理器。这是因为现在的智能手机正在从内容消费型设备向内容创作型设备转变。所以才刺激了对Cortex-A57处理器提供的高级处理能力的需求。一部配备了Cortex-A57处理器的智能手机，可拓展其无线连接方式，为消费者提供了笔记本电脑般的体验，甚至可以取代游戏机甚至笔记本电脑。

Cortex-A53处理器，其是ARM有史以来最高效的应用程序处理器，在各个工艺节点下，只需四分之一的功耗就能提供当今主流智能手机的体验。此处理器最大的特点就是可在功耗最低、占用面积最小的情况下提供当今高端智能手机的计算能力，因此能让一般的设备供用户使用一整天。

ARM与终端芯片厂商之间的前生今世

九十年代初成立于英国剑桥的ARM公司到底一家什么公司呢？其实该公司主要出售芯片设计技术的授权，采用ARM技术知识产权的微处理器技术正在逐步渗入到日常生活的各个方面。

ARM公司是专门从事芯片设计开发的公司，作为知识产权供应商，本身不直接从事芯片生产，靠转让设计许可由合作公司生产各具特色的芯片，世界各大半导体生产商从ARM公司购买其设计的ARM微处理器核，根据各自不同的应用领域进入市场。目前，全世界有几十家大的半导体公司都使用ARM公司的授权，因此既使得ARM技术获得更多的第三方芯片厂商的支持，又使整个开发成本降低，使产品更容易进入市场被消费者所接受，更具有竞争力。

特斯拉电动汽车

实际上很多智能移动终端芯片厂商的处理器产品底层均是基于ARM指令集研发的，ARM公司授权提供核心指令集以及相应的架构，比如Cortex-A50系列核心架构就是ARM所研发的，其他芯片厂商或直接拿来使用，或基于现有的架构进行二次定制修改，像高通这样的公司则选择基于ARM指令集进行深度开发，形成自己独有的核心架构，并具有更大的灵活性。

关于ARM与智能移动终端芯片厂商的关系，通过比喻或许能够更好的理解。ARM公司所授权的核心架构就好比发动机，智能移动终端芯片公司就好比厂商，它们针对相应的市场需求制造出不同性能、不同功耗的产品，而基于何种发动机研发，很大程度决定了产品性能的好坏。可以说ARM公司的处理器架构，在智能移动终端芯片制造上有着不可比拟的作用。