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从ARM9到A15 手机处理器架构进化历程

http://www.sina.com.cn  2012年04月13日 05:30  手机中国微博

  随着智能手机越来越普及,消费者在选购手机的时候也越来越理性化,除了关心价格和外观之外,手机的性能也成为了人们最关心的因素,大家都知道, 处理器是影响手机性能的最关键的因素,像德州仪器、高通、英伟达以及三星等主流的处理器厂商,大家都已经耳熟能详。但是很多人并不知道,其实它们采用的都 是同一个架构——ARM架构,实际上,处理器采用的架构才是影响处理器性能的关键因素。今天,笔者就和大家一起,聊一聊ARM的那些事。

  ARM架构简介

  ARM(Advanced RISC Machine的缩写)架构,被称作进阶精简指令集机器,是一个32位精简指令集(RISC)处理器架构,其广泛地使用在许多嵌入式系统设计。由于低成本、高效能、低耗电的特性,ARM处理器非常适用于移动通讯领域。

  为了大家更好的理解,我们不妨做个比喻,ARM架构就像是一座建筑的结构设计部分,而处理器就相当于一个完整的建筑,只有有了稳定的结构作为基 础,才能建造出各式各样的房子。换句话说,ARM架构只相当于一座建筑的框架,至于最后建造出来的房子长什么样,舒适度如何,就是由处理器厂商自己决定 了。不过有一点需要说明,假如结构的设计值是十层,容纳人数的上限是100人,那么最后建好的房子也不能超过这个上限。这也就是说,采用相同架构的处理 器,性能基本上已经锁定在一定的范围之内,不会有本质的区别。所以,看处理器的性能要先看架构。

从ARM9到A15 手机处理器架构进化历程

ARM架构

  ARM授权方式

  ARM公司是一家知识产权供应商,本身并不参与终端处理器芯片的制造和销售,而是通过向其它芯片厂商授权设计方案,来获取收益。ARM提供了多 样的授权方式,ARM公司可以向芯片厂商单纯的转让设计方案的使用及销售权,比如德州仪器,其旗下的OMAP处理器是在原始ARM架构的基础上设计的,这 种方式费用一般比较低,所以,德州仪器的芯片售价也相对较低。

  对于一些具备自有设计技术的客户,他们希望能对原始的ARM架构进行优化,以便更好的适应到自己研发的芯片,这样就会牵扯到授权架构修改的费 用,而且这项费用也是相当昂贵的。比如高通Scropion架构,三星的蜂鸟Hummingbird核心等都是在Cortex-A8的基础上修改的。一般 这些优化过的处理器都要比采用原始ARM架构的处理器性能更强。

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采用ARM架构的品牌

  ARM公司是全球最大的半导体知识产权核心供应商,目前已经在移动电话领域占据了90%的市场份额。超过100家半导体公司持有不同形式的 ARM授权。其中包括Intel、IBM、LG、NEC、SONY、NXP(原PHILIPS)和NS等公司。也有包括微软、升阳和MRI等一系列知名软 件系统公司。

  ARM的设计是Acorn电脑公司(Acorn Computers Ltd)于1983年开始的开发计划。1985年时开发出首款内核ARM1,经过三十年的发展,如今已经发展到运行速度可达2.5GHz的Crotex- A15核心。接下来笔者就为大家介绍一下ARM架构的发展历程。因为ARM9之前的ARM核心基本上都是应用在音乐播放器、游戏机、相机以及计算器等电子 产品中,所以这部分笔者就不做过多介绍了,以下笔者着重介绍在智能手机中广泛应用的ARM9及之后的ARM架构。

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