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ARM

安谋控股公司(英语:ARM Holdings plc.,写作arm),又称ARM公司, 是一家为半导体公司和原始设备制造商提供中央处理器产品和相关技术的公司,这些公司依赖Arm的技术来开发各种产品, 是软银集团旗下的半导体设计与软体公司,全球总部位于英国剑桥,北美总部位于美国圣何塞,亦是一年一度的ARM技术大会(Arm TechCon)举办地。主要的产品是ARM架构处理器及相关外围组件的电路设计方案,产品以智慧财产权核授权的形式与相应的软体开发工具一起向客户销售。

Arm提供微处理器、系统知识产权(IP)、图形处理单元、物理IP和相关系统IP、软件、工具以及其他相关服务。

其产品被应用于各种市场,如汽车、计算基础设施、消费技术和物联网。

该公司在美国、中华人民共和国、台湾、韩国以及国际市场运营。

Arm Holdings plc成立于1990年,总部位于英国剑桥,是Kronos II LLC的子公司。

ARM架构
ARM架构

历史

ARM的前身为艾康电脑,1978年于英国剑桥创立。在1980年代晚期,苹果电脑开始与艾康电脑合作开发新版的ARM核心。1985年,艾康电脑研发出采用精简指令集的新处理器,名为ARM(Acorn RISC Machine),又称ARM 1。因为艾康电脑的财务出现状况,1990年11月27日,获得Apple与VLSI科技的资助,分割出ARM,成为独立子公司。

ARM成为一家独立的处理器公司,从事研发低费用、低功耗、高性能晶片。ARM最初只有12人,因母公司财务状况不佳,办公室只是一间仓库,以设计ARM处理器架构闻名于世,技术具有性能高、成本低和能耗省的特点,产品已遍及工业控制、消费类电子产品、通信系统、网络系统。ARM自己不制造芯片,将其技术知识产权(IP核)授权给世界上许多著名的半导体厂,其中包括Intel、IBM、LG半导体、NEC、SONY、飞利浦、Atmel、Broadcom、Cirrus Logic、Freescale、Actions等。

1991年ARM将产品授权给英国GEC Plessey半导体公司。1993年,ARM将产品授权给Cirrus Logic和德州仪器,当时TI在DSP领域已经取得很高的成就,但并不熟悉CPU领域。Apple Newton PDA用的就是ARM610处理器,但是Newton PDA的想法过于超前,在1997年停产。[6]ARM与Nokia和TI合作开发出16位的Thumb指令集,创建了ARM/Thumb的SoC商业模式,ARM7是最重要的一颗处理器内核,使用更小的晶粒,得以发展出低功耗模式,ARM7已有150多家的公司采用。

1995年,DEC开始研发StrongARM,1996年2月5日,DEC正式发布SA110处理器。SA110处理器迅速得到了业界的认可,Apple在MessagePAD 2000使用了SA110。1996年发布ARM8内核,性能提高了一倍,但无法与StrongARM抗衡。也就在1996年这一年,发生财务危机的Olivetti将所持有的14.7%的Acorn股份出售给了雷曼兄弟。1997年,DEC发布了第二颗StrongARM芯片,SA1100。

1997年发布ARM9,ARM9不再使用冯纽曼架构,而转向哈佛结构,原来的3级指令流水线提高到5级,最高的时钟频率达到220MHz。受惠于手机与移动式装置、汽车系统、大型家用电器的应用,ARM9核心已拥有超过200家的授权业者。1998年Intel收购DEC在Hudson的工厂,Intel为StrongARM取名为XScale,XScale处理器的最高运行频率达到了1.25GHz,Intel因不堪巨额亏损,2006年将XScale处理器业务售予Marvell,日后Intel开始主推ATOM处理器。

1998年ARM10内核正式推出,使用了6级流水线结构,并改良Cache Memory,对乘法指令进行最佳化,并增加浮点运算,但由于XScale的关系,ARM10并未获得巨大的成功。早期的ARM7跟 8051一般是使用冯纽曼架构,而目前ARM11 或 Cortex A 则使用哈佛架构。

1998年4月17日,ARM公司在英国伦敦证交所和美国纳斯达克上市。[7]早期Apple投入3百万美金拥有了ARM公司43%的股份,1998 年,ARM公司在英国和美国同时上市后,Apple逐渐卖出了这些股份。2006年,全球ARM芯片出货量为20亿片。至2007年底,ARM核心晶片的总出货量已突破100亿颗。

2010年6月中,苹果公司向ARM董事会表示有意以85亿美元的价格收购ARM公司,但遭到ARM董事会的拒绝。ARM公司CEO Warren East称ARM公司作为独立公司更具价值,“买家展开收购的唯一理由是消灭竞争对手。”

2013年12月13日,ARM宣布收购著名光引擎技术公司Geomerics。在光影计算领域Geomerics拥有非常领先的技术。此次收购将扩大ARM在图形技术行业的领先地位。

2016年7月18日,日本软银集团同意以243亿英镑(约309亿美元)全现金方式收购安谋公司。[9]交易于2016年9月5日完成,成为软银集团旗下的全资子公司,同时软银集团表示不干预亦不影响ARM现在及未来的商业计划和决策。

2018年,安谋以6亿美元收购Treasure Data,后者为设备到数据物联网平台提供企业数据管理软件。2020 年 7 月,Arm 宣布计划在 2020 年 9 月底之前将 Treasure Data 连同其“物联网服务集团”业务的其他部分拆分为单独的软银拥有的实体。。

2020年9月14日,NVIDIA宣布出价400亿美元(这项交易包含215亿美元Nvidia股票及120亿美元现金,软银将持有Nvidia最多8.1%流通股。此外,根据合约中的额外对价条款,软银可能还可再获得50亿美元的现金或股票。)从日本软银集团手中收购安谋控股。[13]收购完成后软银将保留安谋控股不到10%的股份。此项交易仍须获得英国、中国、欧盟和美国相关机构的批准,监管审批可能需要长达一年半的时间[14]。然而,尽管NVIDIA一再表示收购完成后ARM仍然保持开源模式和对客户采取中立态度,此收购案却遭到监管机构和大型企业(例:高通、微软、Google等)的一致反对。他们担心一旦收购完成后,将会造成严重的竞争问题,使ARM无法保持中立性。最终,2022年2月7日,NVIDIA和软银宣布已同意终止双方此前达成的ARM股份交易协议,收购案正式宣告失败,同时软银将推动ARM上市。2023年9月14日,ARM在纳斯达克上市。

什么是Arm架构?

ARM架构,过去称作高级精简指令集机器(英语:Advanced RISC Machine,更早称作艾康精简指令集机器,Acorn RISC Machine),是一个精简指令集(RISC)处理器架构家族,其广泛地使用在许多嵌入式系统设计。由于节能的特点,其在其他领域上也有很多作为。ARM处理器非常适用于移动通信领域,符合其主要设计目标为低成本、高性能、低耗电的特性。另一方面,超级计算机消耗大量电能,ARM同样被视作更高效的选择[3]。安谋控股(ARM Holdings)开发此架构并授权其他公司使用,以供他们实现ARM的某一个架构,开发自主的系统单片机和系统模块(system-on-module,SoC)。

ARM架构版本从ARMv3到ARMv7支持32位空间和32位算数运算,大部分架构的指令为定长32位(Thumb)指令集支持变长的指令集,提供对32位和16位指令集的支持),而2011年发布的ARMv8-A架构添加了对64位空间和64位算术运算的支持,同时也更新了32位定长指令集[4]

至2009年为止,ARM架构处理器占市面上所有32位嵌入式RISC处理器90%的比例[5],使它成为占全世界最多数的32位架构。ARM处理器可以在很多消费性电子产品上看到,从便携式设备(PDA、移动电话、多媒体播放器、掌上型电子游戏和计算机)到电脑外设(硬盘、桌面型路由器),甚至在导弹的弹载计算机等军用设施中都有他的存在。在此还有一些基于ARM设计的衍伸产品,重要产品还包括Marvell的XScale架构和德州仪器的OMAP系列。

2011年,ARM的客户报告79亿ARM处理器出货量,占有95%的智能手机、90%的硬盘驱动器、40%的数字电视和机上盒、15%的微控制器、和20%的移动电脑[6]。在2012年,微软与ARM科技生产新的Surface平板电脑,AMD宣布它将于2014年开始生产基于ARM核心的64位服务器芯片,[7]2016年,日本富士通公司宣布“京”超级计算机的后继机种将采用ARM架构[3],该超级计算机于2019年5月定名为“富岳”[8],2020年6月于TOP500夺冠[9][10][11]

2016年7月18日,日本软银集团斥资3.3兆日元(约合311亿美元)收购了安谋控股。

X86架构与Arm架构区别

X86架构和ARM架构是主流的两种CPU架构,X86架构的CPU是PC服务器行业的老大,ARM架构的CPU则是移动端的老大。X86架构和arm架构实际上就是CISC与RISC之间的区别,很多用户不理解它们两个之间到底有哪些区别,实际就是它们的领域不太相同,然后追求也不相同。

  • X86架构和Arm架构区别

1、追求不同:

X86主要追求性能,但会导致功耗大,不节能,而ARM则是追求节能,低功耗,但和X86相比性能较差。

2、领域不同:

ARM主要应用于移动终端之中,类如手机,平板等,而X86则是主要应用于Intel,AMD等PC机,X86服务器中。

3、本质不同:

X86采用CISC复杂指令集计算机,而ARM采用的是RISC精简指令集计算机。

4、CISC与RISC的不同

CISC是复杂指令集CPU,指令较多,因此使得CPU电路设计复杂,功耗大,但是对应编译器的设计简单。

RISC的精简指令集CPU,指令较少,功耗比较小,但编译器设计很复杂,它的关键在与流水线操作能在一个时钟周期完成多条指令。

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  • X86 VS ARM

X86架构(The X86 architecture)是微处理器执行的计算机语言指令集,指一个intel通用计算机系列的标准编号缩写,也标识一套通用的计算机指令集合。x86泛指一系列基于Intel 8086且向后兼容的中央处理器指令集架构。

Intel在早期以80×86这样的数字格式来命名处理器,包括Intel 8086、80186、80286、80386以及80486,由于以“86”作为结尾,因此其架构被称为“x86”。由于数字并不能作为注册商标,因此Intel及其竞争者均在新一代处理器使用可注册的名称,如奔腾(Pentium)、酷睿(Core)、锐龙(Ryzen,AMD推出)。

X86的32位架构一般又被称作IA-32,全名为“Intel Architecture, 32-bit”。其64位架构由AMD率先推出,并被称为“AMD64”。之后也被Intel采用,被其称为“Intel 64”。一般也被称作“x86-64”、“x64”。

      值得注意的是,Intel也推出过IA-64架构,虽然名字上与“IA-32”相似,但两者完全不兼容,并不属于x86指令集架构家族。广义的x86架构, 泛指支持x86和x64架构的intel, amd的cpu, 但不包含ia64(安腾)

      

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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),甚至弹载计算机等军用设施。

在数据中心需求增长的趋势下,核心芯片的竞争越来越激烈。ARM已经进军服务器市场,ARM单核的面积仅为 X86 核的 1/7,同样芯片尺寸下可以继承更多核心数。通过“堆核”的方式,使得ARM架构处理器在性能快速提升下,也能保持较低的功耗。根据Ampere给出的数据,其CPU的性能超越传统x86处理器3倍,性能功耗比领先近4倍。与 x86 服务器CPU相比,Ampere Altra 系列可用50%的能耗,提供200%的性能。

近年来,ARM架构的的兴起下,许多巨头纷纷开始自研ARM架构的服务器芯片,包括国外的亚马逊、谷歌甚至微软,国内的腾讯、华为等等都积极参与其中。

曾经失败的高通似乎也在尝试再次进军服务器芯片市场,去年收购了芯片创业公司Nuvia,而Nuvia创立的目标是打造高性能的ARM服务器芯片。

ARM的服务器芯片有三大目标市场即云计算、HPC和边缘计算。

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