Arm 架構: 隨處運算的基礎

架構層級圖

Arm 架構是一系列適用於電腦處理器的精簡指令集運算 (RISC) 架構。它是世界上最普及的處理器架構,從感測器、穿戴式裝置和智慧型手機到超級電腦,Arm 架構裝置每年的出貨量可達數十億。Arm CPU 架構的優勢包括:

  • 整合式安全性
  • 高效能與節能
  • 全球支援的大型生態系統
  • 市場和地點普及性

技術細節與架構規格

最新版本的 Arm 架構

Arm 持續與主要合作夥伴共同合作,使架構進化,以滿足未來的需求。Armv9-A 是 Armv8-A 架構的延伸,也是對未來幾年即將部署的架構進行實質性增強的推展計畫中的一部分。這些增強功能的目標是協助增加數位訊號處理 (DSP) 與機器學習 (ML) 等領域的運算能力,以及持續改進我們系統的安全性和穩固性。

 

R-profile 和 M-profile 的最新架構是 Armv8-R 和 Armv8-M。如需取得更多技術細節和最新的架構規格,請用下方的「進一步瞭解」連結前往我們的開發者網站。

 

Armv9-A 主要特色
進一步瞭解

 

Armv8-R 主要特色
  • AArch32 與 AArch64: AArch32 提供與現有 32 位元軟體的向下相容性,AArch64 則讓 Arm 即時處理器架構擁有 64 位元的執行能力和高達 48 位元的實體定址。
  • 保護記憶體系統架構 (PMSA):對於有時效性的應用可產生定性行為。
  • 虛擬化:虛擬化的硬體支援,針對有時效性的工作負載進行最佳化。

 

Armv8.1-M 主要特色
  • M-Profile Vector Extension 向量擴充方案 (MVE):高效的向量處理能力,可加速訊號處理和機器學習演算法。
  • 向量擴充方案中支援的其他資料類型:半精度浮點數 (FP16) 和 8 位元整數 (INT8)。
  • 低負擔迴圈 (Low overhead loops)
  • 記憶體存取 (Gather load, scatter store)
  • 其他除錯特色: 包括專為 DSP 軟體開發打造的效能監控單元,以及支援除錯時的多重安全性網域等除錯擴充功能。

彈性及可擴展的方式

雖然 Arm 藉由 Cortex 和 Neoverse系列的處理器 IP 提供了本身對 Arm 架構的實作,全球生態系統內的許多公司也開發了自己的實作方式。

 

有三種架構型號:


A-profile (應用)
Arm 處理器 IP 是 Cortex-ANeoverse
R-profile (即時)
Arm 處理器 IP 是 Cortex-R
M-profile (微處理器)
Arm 處理器 IP 是 Cortex-M
特色
  • 提供所有架構型號的最高效能
  • 高效節能
  • 針對執行豐富型作業系統進行最佳化
  • 針對具有即時需求的系統進行最佳化
  • 專為小型、低功耗、高效節能裝置而設計
最新版本 Armv8 與Armv9 Armv8 Armv8
應用場景 PC、筆記型電腦、智慧型電視、伺服器、智慧型手機和汽車音響主機、雲端儲存設備和超級電腦 醫療設備、車輛轉向、剎車與警示、網路與儲存設備,以及嵌入式控制系統 安全性處理器、IoT 以及穿戴式裝置、小型感測器、通訊模組和智慧家庭產品等嵌入式裝置

 

每一種型號代表架構可針對不同的環境和應用場景進行最佳化。系統晶片 (SoC) 通常設計為可推動某一特定類別的產品,並包含多種處理器,可建置不同架構型號,以符合產品的能耗、效能與安全性需求。

技術細節與架構規格

如需更多技術資訊和 Arm 架構規格,請造訪我們的 Developer.arm.com 網站:

 

 

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