Arm CPU 架构:构建万物计算的基石

Architecture Layer Diagram

Arm 架构是一系列面向计算机处理器的精简指令集计算 (RISC) 架构,在全球处理器中得到广泛应用。过去三十年,我们的合作伙伴已出货超过 3,000 亿颗基于 Arm 架构的芯片,广泛应用于传感器、可穿戴设备、智能手机、超级计算机等领域的产品。Arm CPU 架构的优势包括:

  • 集成安全防护特性
  • 高性能和高能效
  • 庞大的生态系统,提供全球支持
  • 遍布各个市场和地区

Arm CPU 架构由多种微架构实现,能够在广泛的功耗、性能与面积组合中保持软件兼容性。

 

  • CPU 架构定义了基本指令集,以及操作系统和虚拟机管理程序所依赖的异常处理模型和内存模型。
  • CPU 微架构通过定义处理器的设计,并考虑功耗、性能、面积、管线长度和缓存级别等因素,确定具体的实现方案如何满足架构规范的要求。

Arm 架构的最新版本

Arm 与合作伙伴紧密协作,持续优化架构,满足未来需求。Armv9-A 是在 Armv8-A 架构基础上的一组扩展,也是未来几年对架构进行持续重大改进的重要一环。持续改进的目标是帮助提高数字信号处理 (DSP) 和机器学习 (ML) 等领域的计算能力,并不断提高我们系统的安全性和稳健性。

 

R 系列和 M 系列的最新架构分别是 Armv8-R 和 Armv8-M。

阅读参考手册

Armv9 – 新一代 Arm 架构

全新 Armv9 架构将为未来 3,250 亿颗基于 Arm 架构的芯片带来前沿技术。Armv9-A 是 A 系列架构的最新版本,提供了比以往更强大的性能和更高的安全性。主要特性包括:

 

  • 高级 SIMD 和可伸缩向量扩展 2 (SVE2)
  • AArch32 和 AArch 64
  • 机密领域管理扩展 (RME)

灵活且可扩展的方法

尽管 Arm 通过 Cortex 和 Neoverse 系列处理器 IP 提供了自己的 Arm 架构实现方案,但 Arm 全球生态系统中的许多公司都在自行开发实现方案。

 

Arm 提供三个架构系列:






CPU 架构系列
 Arm A 系列
A 系列(应用)
具有所有架构系列中最强的性能

R 系列(实时)
针对具有实时要求的系统进行了优化

M 系列(微控制器)
专为小型、低功耗、高能效设备设计

实现方案 Arm 处理器 IP 系列:
Cortex-A
NeoverseCortex-X
Arm 处理器 IP 系列:
Cortex-R
Arm 处理器 IP 系列:
Cortex-M
特性
  • 具有所有架构系列中最强的性能
  • 高能效
  • 为运行多种操作系统 (OS) 进行了优化
  • 针对具有实时要求的系统进行了优化
  • 专为小型、低功耗、高能效设备设计
最新版本 Armv9-A 和 Armv8-A Armv8-R Armv8-M
用例 复杂的计算应用领域,例如个人电脑、笔记本电脑、智能电视、服务器、网络设备、智能手机、车载主机、云存储和超级计算机等。 满足安全关键型应用或需要确定性响应的应用对实时响应的要求,例如医疗设备、车辆转向、制动和信号、网络和存储设备、嵌入式控制系统等。 注重能效、功耗和尺寸的应用。安全处理器、物联网和嵌入式设备,例如可穿戴设备、小型传感器、通信模块和智能家居产品。

 

每个系列的架构均可针对不同的环境和用例进行优化。系统级芯片 (SoC) 通常用于驱动特定类别的产品,其内部包含多个处理器,这些处理器分别实现不同的架构系列,以满足产品的能耗、性能和安全需求。

探索《学习架构》——在我们的入门技术指南库中,了解有关 Arm 架构的更多信息。

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