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带您了解ARM

2015-03-27

       ARM是微处理器的标准制定者,其设计的处理器是许多数码产品的核心,如下图所示,公司拥有一个创新的商业模式,向合作伙伴(如高通、博通、德州仪 器、联发科等)授权微处理器设计方案(IP),合作伙伴在ARM的基础上集成自己的技术并推出各式芯片,ARM获得授权费和版税。

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       接下来我们简单的介绍下ARM处理器的设计及授权周期,ARM主要做的是高效率、低功耗芯片(微处理器)架构研究开发,通常2-3年的周期,这也是ARM成 本产生阶段,然后选择ARM为合作伙伴的公司支付一笔入门的授权费获得设计方案,并基于ARM方案开发自己的产品,通常周期3-4年,再然后当合作伙伴的 芯片开始出货时,ARM能够从每一片基于其架构的芯片获得1-2%的版税,而每一款ARM设计方案都适应于多种终端应用,每一种应用又能获得多年的版税现 金流,规模效应显著。

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       我们换一个角度理解ARM的商业价值,ARM的商业模式类似合作伙伴将微处理器设计外包给ARM,即研发外包,相比于企业内部单独研发,这种授权+版税的研 发外包形式能某种程度上降低企业成本,将整个行业的处理器外包给单一企业明显要比各自独立开发更有经济效率,摊薄研发费用,降低终端产品价格,反过来进一 步推动技术进步。

ARM 架构

      又称之为高级精简指令集机器,是一个32位精简指令集(RISC)处理器架构,并且具有极高的性价比、代码密度,及时出色的实时中断响应, 同时占用硅片的面积极少。更重要的是,由于其较为节能的特点,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, 因此,我们常见其出现于手机、平板等移动终端领域。


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       而目前ARM在手机领域表现最抢眼的大体为Cortex-A15、Cortex-A7和Cortex-A17。就在2014年上半年,联发科发布了首款 A17+A7真8核处理器MT6595,而紧追联发科的8核潮流,华为荣耀6更是迅猛出击,在处理器方面首次搭载海思Kirin920真8核处理器,采用 四个A7内核(1.3GHz)和四个A15(1.7GHz)内核的big.LITTLE架构。

背景:

       假如说每颗处理器的边长是1厘米,那么这500亿颗肩并肩排起来,足足可以环绕地球赤道12.5圈,伸向太空则可以远远超过月球。(香飘飘你弱爆了……)

经过这么多年的发展,ARM架构处理器事实上已经无处不在,手机、平板这些地方是最为普通消费者所熟悉的,而大量的企业级、嵌入式领域里则都是默默无闻。

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按照领域划分,移动市场无疑是ARM的主战场,贡献了总出货量的58%,其次是嵌入式领域20%,企业市场也占到了16%(包括服务器/路由器/AP等),家用领域则是6%(机顶盒/可穿戴设备等)——即便比例这么低其实也有接近30亿颗。

不同领域的不同架构分布也是很有趣的。ARM7、ARM9是早年间的老架构,但因为历史积淀比较厚,在各个领域都占据了多达75%左右,其中嵌入式领域多是ARM7,移动领域也占了足足一半,企业和家用领域则是ARM9。

ARM11就是第一代iPhone处理器的基础,它的比例并不大。

Cortex-A系列只是近几年才火起来的,所以其实总体比例很小,移动领域才大约10%。

Cortex-M系列是微电机芯片,主打嵌入式,占据了有四分之一。

按照时间划分,500亿颗虽然用了23年,但是其中375亿颗是在过去五年(2009-2013)达成的,由此可见随着智能手机、平板机的爆发,ARM近年来的势头是多么凶猛。

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这是各种架构的历史出货量趋势。ARM7、ARM9 2011年之后开始走下坡路,ARM11也随之下滑,都该休息休息了。

Cortex-A系列是从2009年开始爆发的,短短五年时间其规模就达到了和ARM9完全相同的水平。

Cortex-M系列同样是“新军”,势头更凶,现在已经直逼ARM7。

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这是过去七年的情况。

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再看过去四年。

 


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