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帶您了解ARM

2015-03-27

       ARM是微處理器的標準制定者,其設計的處理器是許多數碼產品的核心,如下圖所示,公司擁有一個創新的商業模式,向合作伙伴(如高通、博通、德州儀 器、聯發科等)授權微處理器設計方案(IP),合作伙伴在ARM的基礎上集成自己的技術并推出各式芯片,ARM獲得授權費和版稅。

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       接下來我們簡單的介紹下ARM處理器的設計及授權周期,ARM主要做的是高效率、低功耗芯片(微處理器)架構研究開發,通常2-3年的周期,這也是ARM成 本產生階段,然后選擇ARM為合作伙伴的公司支付一筆入門的授權費獲得設計方案,并基于ARM方案開發自己的產品,通常周期3-4年,再然后當合作伙伴的 芯片開始出貨時,ARM能夠從每一片基于其架構的芯片獲得1-2%的版稅,而每一款ARM設計方案都適應于多種終端應用,每一種應用又能獲得多年的版稅現 金流,規模效應顯著。

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       我們換一個角度理解ARM的商業價值,ARM的商業模式類似合作伙伴將微處理器設計外包給ARM,即研發外包,相比于企業內部單獨研發,這種授權+版稅的研 發外包形式能某種程度上降低企業成本,將整個行業的處理器外包給單一企業明顯要比各自獨立開發更有經濟效率,攤薄研發費用,降低終端產品價格,反過來進一 步推動技術進步。

ARM 架構

      又稱之為高級精簡指令集機器,是一個32位精簡指令集(RISC)處理器架構,并且具有極高的性價比、代碼密度,及時出色的實時中斷響應, 同時占用硅片的面積極少。更重要的是,由于其較為節能的特點,ARM處理器非常適用于移動通信領域,符合其主要設計目標為低成本、高性能、低耗電的特性, 因此,我們常見其出現于手機、平板等移動終端領域。


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       而目前ARM在手機領域表現最搶眼的大體為Cortex-A15、Cortex-A7和Cortex-A17。就在2014年上半年,聯發科發布了首款 A17+A7真8核處理器MT6595,而緊追聯發科的8核潮流,華為榮耀6更是迅猛出擊,在處理器方面首次搭載海思Kirin920真8核處理器,采用 四個A7內核(1.3GHz)和四個A15(1.7GHz)內核的big.LITTLE架構。

背景:

       假如說每顆處理器的邊長是1厘米,那么這500億顆肩并肩排起來,足足可以環繞地球赤道12.5圈,伸向太空則可以遠遠超過月球。(香飄飄你弱爆了……)

經過這么多年的發展,ARM架構處理器事實上已經無處不在,手機、平板這些地方是最為普通消費者所熟悉的,而大量的企業級、嵌入式領域里則都是默默無聞。

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按照領域劃分,移動市場無疑是ARM的主戰場,貢獻了總出貨量的58%,其次是嵌入式領域20%,企業市場也占到了16%(包括服務器/路由器/AP等),家用領域則是6%(機頂盒/可穿戴設備等)——即便比例這么低其實也有接近30億顆。

不同領域的不同架構分布也是很有趣的。ARM7、ARM9是早年間的老架構,但因為歷史積淀比較厚,在各個領域都占據了多達75%左右,其中嵌入式領域多是ARM7,移動領域也占了足足一半,企業和家用領域則是ARM9。

ARM11就是第一代iPhone處理器的基礎,它的比例并不大。

Cortex-A系列只是近幾年才火起來的,所以其實總體比例很小,移動領域才大約10%。

Cortex-M系列是微電機芯片,主打嵌入式,占據了有四分之一。

按照時間劃分,500億顆雖然用了23年,但是其中375億顆是在過去五年(2009-2013)達成的,由此可見隨著智能手機、平板機的爆發,ARM近年來的勢頭是多么兇猛。

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這是各種架構的歷史出貨量趨勢。ARM7、ARM9 2011年之后開始走下坡路,ARM11也隨之下滑,都該休息休息了。

Cortex-A系列是從2009年開始爆發的,短短五年時間其規模就達到了和ARM9完全相同的水平。

Cortex-M系列同樣是“新軍”,勢頭更兇,現在已經直逼ARM7。

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這是過去七年的情況。

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再看過去四年。

 


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