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ARM架构是什么?为什么高通都离不开?如果ARM限制,那所有的芯片都停产吗?
我看了下,题主你这个题目不是一个题目而是有几个,我现在来逐个回答下你的问题。
什么是ARM架构
芯片运行都需要指令集体结构,而ARM就是这么一种指令集体结构,要说明的ARM没有制造CPU,它涉及是CPU一种体系结构,并把设计好的架构授权给其他公司使用,例如高通三星这些做芯片的厂商。
所以ARM架构就是一堆指令,他定义了CPU是怎么运行的,好比有人告诉你建楼一定要建个门一样,只是门要用什么材料建那就是其他芯片厂家的问题了。
高通为何离不开ARM
前面我们说了ARM就是一种CPU的架构,但是目前国际主流的CPU架构有两种,一种是X86,一种是就是ARM,那高通为何要选择ARM,下面我们来说下ARM跟X86的对比你就知道为什么高通选择ARM。
目前指令集体结构有两种一种,一种是RISC(精简指令集计算),一种是CISC(复杂指令集计算),而ARM就是代表RISC,而X86就是CISC。
那RISC跟CISC有何不同,能耗比不一样。在现在的国际认知中,RISC被称为移动处理器的指令结构,X86是PC处理器的指令结构,如果使用RISC的CPU满负载只需要消耗2-3W的电,而执行CISC的CPU满负载需要消耗200W的电,从这里就可以看出高通为什么用ARM的架构,如果用X86架构,会使手机太热而无法握持,而且手机的电池也会很快就坏掉。
另外ARM是big.LITTLE异构计算体系结构,这种结构特点就是有一个低功耗内核,和另一个功能更强大的内核,如果设备处于空闲状态或仅在运行基本计算,则低功耗(LITTLE)内核将打开,而功能更强大的(big)内核将关闭,ARM方面表示这样可以减少75%的功率。而X86并不具备上面那个功能。
所以为什么高通要选择ARM,首先高通是设计移动处理器的,ARM是移动处理器的架构,加上ARM架构比较高效,节能,而我们手机电池也没那么大,经不起X86的消耗,事实上不止高通,华为和一些IOT设备的芯片都是使用ARM的架构。
那么ARM停止授权,全球是否不用制造芯片了?
首先我们前面也提到ARM公司所设计的ROSC结构是比较主流的架构,但并不是唯一,事实上执行RISC的还有MIPS架构。MIPS架构是最早出现的执行RISC的架构,但是MIPS比较不足的地方是:
- MIPS的内存地址起始有问题。
- MIPS今后的发展方向是并行线程,类似EL的超线程,而ARM未来的发展方向是物理多核,目前看来物理多核占优。
- MIPS虽然结构更加简单,但是到现在还是顺序单发射,ARM已经进化到了乱序双发射。
结语:我们再来总结一下,ARM架构是一种RISC结构,它只是一堆指令集另外ARM架构高效,节能,所以高通才会选择ARM架构。如果ARM停止授权,其他芯片厂商还可以选择MIPS作为CPU架构,虽然有些不足,但是不会影响制造厂商制造芯片。
ARM架构是什么?这个需要从芯片说起来,这个跟芯片有很大,现代的芯片都是晶体管集成电路,一颗华为麒麟980芯片集成了超过了69亿的晶体管。晶体管通电主要是两个状态,电平的高低,这个在计算机中用0和1表示。
芯片认识的就是0和1,很多的0和1就组成了芯片的一条指令,很多的指令放在一起就成了指令集。指令集有很多种,比如intel用的X86,还有MIPS等,比如实现一个C=A+B这一个表达式在不同的指令集中就是用不同的指令来实现,这就是架构的不同。换句话说ARM指令集与其它指令集比如X86指令集等是不同的。
所以一个基于ARM架构的芯片上不能直接运行X86平台上的程序。
在移动领域,不管是华为麒麟处理器,高通处理器,联发科处理器还是苹果的A系列处理器都是基于ARM处理器的,如果没有ARM处理器那就意味着不能直接运行安卓和IOS上的程序。
ARM的授权只需要购买一次,华为就有ARM B8的永久授权。
近十年的移动互联网发展,让智能手机大规模普及,也带火了一个曾经并不为人广泛知道的公司——ARM。这家成立于英国剑桥的芯片设计公司在1985年研发出了精简指令集架构处理器,名为Acorn RISC Machine,而简称就是著名的ARM。作为一家处理器设计公司,其研发的ARM架构最初面向的是低功耗、低成本、高性能处理器。
ARM架构是一种***用独特的ARM指令集系统、并且根据不同适用范围开发的处理器体系结构。经过30多年的发展,目前ARM架构有针对不同类型计算设计的体系结构。简单来说有这几种。
Cortex-A:针对高性能计算。如我们目前手机SoC中常出现的Cortex-A76等。
Cortex-R:针对实时操作处理。主要是面向嵌入式实时处理器。在汽车的电子制动系统,工业控制领域等领域比较常见。
Cortex-M:专为低功耗、低成本系统设计。目前火热的IoT领域常常见到***用Cortex-M架构的处理器。
ARM架构,更主要的是ARM指令集系统。不同于x86架构的复杂指令集(CISC)架构,是一种精简指令集(RISC)架构。相对于CISC架构处理器,***用精简指令集设计的ARM架构设计目标是能在尽量高的时钟频率下通过很少周期执行的指令集。大幅减少不常用的指令,降低芯片复杂度。***用Load/Store指令体系结构,处理器通过load、store指令存取内存中的数据,针对逻辑、算术等运算,CPU只处理寄存器中的数据。同时由于这个原因,包括ARM在内的很多RISC架构处理器都有很多寄存器来存放指令及数据。为了方便指令的解码,虽然ARM处理器不是单周期指令,但是其绝大多数指令是定长的,加快了常用操作的速度。
同时ARM也没有完全局限于此,ARM架构还有像Thumb指令集、条件执行等技术,进一步提高处理器效率。
所以总结来说,ARM架构就是***用精简指令集计算机结构、但有自己特色,根据不同用途有不同型号的处理器架构。
那么为什么高通、三星都以来ARM架构呢?
目前,ARM架构的处理器几乎占据了所有的手机处理器,高通、苹果、华为的处理器均是基于ARM架构。今天,ARM暂停了与华为的一切业务往来,因为ARM的设计包含了“[_a***_]原产技术”。下文具体说一说。
ARM成立于1990年,ARM是全球最大的移动IP提供商,ARM本身是不制造计算机芯片的,主要是对外授权其半导体技术,把相关技术和工具打包售卖,而这个技术就是大名鼎鼎的ARM架构。高通骁龙处理器、苹果A系列处理器、华为麒麟处理器均基于ARM架构。在2016年时,ARM被日本的孙正义软银收购。
目前,ARM授权模式主要是三种:内核级授权(IP核授权)、架构/指令集授权、使用级授权。其中内核授权保包括了软核、固核和硬核。华为的海思麒麟处理器、Mali GPU属于ARM的IP核授权。ARM终止了与华为的合作,那么华为无法获取ARM最高端的IP核授权许可。
为了遵循美国禁令,ARM中断了与华为的相关业务,短期内华为不受受到影响,因为华为有ARMv8架构的永久授权,而目前主流处理器的CPU核心基本上基于ARMv8指令集。华为可以直接根据ARMv8的指令集进行大幅度的改造,甚至扩展ARM指令集,实现某些特殊的功能。
华为完全可以自己与ARMv8指令集自行设计处理器而不受授权限制,并且具有完整的知识产权,不受美国禁令的影响。高通骁龙处理器、苹果A系列处理器都是基于ARM指令集授权进行的自主设计。
感谢您的阅读!
俞敏洪说:如果美国不给我们专利技术,华为是制造不出芯片的!我们有一半专利在美国手里。
他的话现在来看,已经一语成谶!ARM最近声明:因为ARM设计中有部分源于美国技术,为了遵守美国法律,所以停止和华为合作!这个二五仔,我们只能愤慨。
好在:华为拥有ARM V8架构的永久授权,而这是最新的商用架构。所以,在目前来看,华为并不受太大的影响,至少目前这个阶段,华为芯片的影响不大。
到底为什么我们离不开ARM?包括高通,苹果等等呢?
而ARM的架构其实就是指令集,而什么是指令集?它就是最基础的翻译语言,它们包含了操作系统对硬件的指令语句,是所有系统和软件的最底层的基础。
而高通在内的芯片制造商,它们离不开ARM的指令集,离不开ARM的标准。我们知道在建筑中,有一个国标GB,而我认为的ARM指令集就是这个建筑设计规范,所以华为设计了图纸就是按照这个规范设计,而台积电就是按照设计进行生产!
如果没有了这个标准,华为确实不能进行生产,好在华为并没有放弃,我们看到一篇帖子中这样说:
为了不再使用ARM,我们一直在确定新项目,开发海思自研核,就是为了摆脱这个标准!
所以,虽然ARM背信弃义,不过我们不必气愤,科技当自立!我们一定能够摆脱这种困窘!
有没有通用的编程语言?
这个世界就没有通用的语言,汇编都不能通用!J***A也不行,里面的细节也是需要更改的!如果硬要说通用,那还是有些语言的:J***A,C,DELPHI,JS,H5汇编,PYTHON……等,都有一定的通用型,可以windows,linux,苹果,ios都可以运行!
碎片化阅读和整体化阅读,哪个更好?
没有统一的答案,但对大多数自学者来讲:如果想系统获得某领域的专业知识,整体化阅读好;如果想充分利用时间掌握知识点,碎片化阅读好。
关于整体化阅读好,还是碎片化阅读好,不可能有一个真理似的统一的答案,它们都只是学习方法,因人而异,对于学习者来讲,必须根据阅读主体、阅读对象等的特点综合研判选择。
在互联网公司很常见的现象是,同样是学习编程J***A语言,有的人必须经过系统阅读、训练才能写代码,有的人坐着高铁一会聊天一会看书就能敲代码了。
但对大多数人来讲,如果需要掌握某个领域的知识从零达到专业级别,整体化的系统阅读应当是必须的。通过整体化的系统阅读,搭建起知识图谱和骨架,这个是掌握新知识的基础。整个骨架搭好了,至于胳膊多点肉还是大腿多点肉,可以依靠碎片化阅读持续补充。这是常规做法。
如果你有较强的自学能力和知识辨别力,那么也可以通过碎片化阅读陆续建立知识拼盘,陆续将核心内容添加到拼盘中,基本面形成后,再通过很快的系统化学习和阅读将知识点串起来,这样记忆理解地更透彻。
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