FC餘新華

近十年的移動互聯網發展，讓智能手機大規模普及，也帶火了一個曾經並不為人廣泛知道的公司——ARM。這家成立於英國劍橋的芯片設計公司在1985年研發出了精簡指令集架構處理器，名為Acorn RISC Machine，而簡稱就是著名的ARM。作為一家處理器設計公司，其研發的ARM架構最初面向的是低功耗、低成本、高性能處理器。

ARM架構是一種採用獨特的ARM指令集系統、並且根據不同適用範圍開發的處理器體系結構。經過30多年的發展，目前ARM架構有針對不同類型計算設計的體系結構。簡單來說有這幾種。

Cortex-A：針對高性能計算。如我們目前手機SoC中常出現的Cortex-A76等。

Cortex-R：針對實時操作處理。主要是面向嵌入式實時處理器。在汽車的電子制動系統，工業控制領域等領域比較常見。

Cortex-M：專為低功耗、低成本系統設計。目前火熱的IoT領域常常見到採用Cortex-M架構的處理器。

ARM架構，更主要的是ARM指令集系統。不同於x86架構的複雜指令集（CISC）架構，是一種精簡指令集（RISC）架構。相對於CISC架構處理器，採用精簡指令集設計的ARM架構設計目標是能在儘量高的時鐘頻率下通過很少週期執行的指令集。大幅減少不常用的指令，降低芯片複雜度。採用Load/Store指令體系結構，處理器通過load、store指令存取內存中的數據，針對邏輯、算術等運算，CPU只處理寄存器中的數據。同時由於這個原因，包括ARM在內的很多RISC架構處理器都有很多寄存器來存放指令及數據。為了方便指令的解碼，雖然ARM處理器不是單週期指令，但是其絕大多數指令是定長的，加快了常用操作的速度。

同時ARM也沒有完全侷限於此，ARM架構還有像Thumb指令集、條件執行等技術，進一步提高處理器效率。

所以總結來說，ARM架構就是採用精簡指令集計算機結構、但有自己特色，根據不同用途有不同型號的處理器架構。

那麼為什麼高通、三星都以來ARM架構呢？

有以下幾點原因可供參考。

首先是授權。眾所周知，x86架構由於授權問題只有幾家可以生產，包括現在的Intel、AMD，曾經的威盛。而全美達也只是生產出了基於純軟件模擬x86處理器的CPU。國內的兆芯及海光也有一定的授權限制。

除了x86外，另一套著名的指令集系統MIPS是可以授權生產的，雖然授權費用比較貴，但是其靈活性極高，所以出現了比較嚴重的“碎片化”。有能力設計的都在自主設計微架構、添加指令等。如國內的龍芯、索尼的PSP遊戲機等。

而ARM的授權方式有多種。首先是處理器授權，這種授權方式只授權已經設計好的內核，工廠等買到後自己發揮的餘地不多。如海思部分麒麟處理器就是採用這種方式。還有一種是架構/指令集授權，這種方式在微結構設計上有更多的靈活性，如蘋果的vortex，三星的M3、M4、高通的Krait等。同時即使廠商在定製自己的微架構，但是在指令集上有限制，這樣即使廠商修改軟件層面如編譯器等工具，也不需要大更改。所以出現了現在Android手機處理器多家爭鳴的情況。既保證了兼容性，廠商又能充分發揮。所以高通、三星等廠商選擇ARM處理器也是最好的選擇。

雖然現在MIPS及IBM的Power架構也已開源，而且現在也有RISC-V這樣一開始就開源且已初具規模的開源指令集及架構，但是獨特的授權策略讓ARM擁有了一批忠實擁躉。

其次是適用範圍。雖然ARM架構在強調低功耗高性能，但是其在近幾年前適用範圍還是相對較窄的，一直活躍在嵌入式、手持設備等低功耗領域。合作伙伴也是多生產低功耗處理器。甚至Intel也曾經出品過基於ARM指令集的XScale處理器，Dell曾經生產過基於這個處理器的PDA（恍如隔世，很老的概念了）。而本世紀頭十年最火的手機品牌諾基亞的塞班智能手機中也使用過ARM11架構的處理器。而現在高通、三星是重要的手機SoC設計生產商，所以他們選擇ARM架構不僅可以迅速切入低功耗處理器市場，而且也可以藉助ARM的豐富經驗快速設計出強大的處理器。

最後就是乘上了移動互聯網的東風，在智能手機最需要計算性能的時候提供了足夠的性能，為處理器設計生產廠商提供了足夠的經驗。ARM公司早在2002年（距2019年已經17年了）就開發出了ARM11架構及處理器。而到了8年之後的2010年，依舊有手機使用ARM11架構處理器的手機，如曾經小編使用過的摩托羅拉ME600後空翻使用的是高通MSM7201A SoC，其CPU部分就是ARM11架構。而隨後Cortex-A8早在2005年就研發完成了。所以等Android手機開始興起時，ARM公司及其合作伙伴就已經擁有足夠的經驗了，而性能也符合當時Android手機的需求。現在高通的驍龍處理器及三星的Exynos處理器在Android手機界是重要的組成部分，所生產的SoC CPU部分都是採用ARM設計的內核或指令集的。

高通，三星等公司就是因為與ARM公司緊密的合作讓我們擁有了現在這麼強大的智能手機，所以他們算是休慼與共了。同時高通、三星在依賴ARM提供的處理器架構、指令集的同時，ARM也需要像三星、臺積電等公司的支持，將還是代碼的處理器內核編程實際的硅芯片。所以這並不是一個誰依賴誰的問題，而是各方通力合作的結果。

5G數字經濟產業圈

    目前，ARM架構的處理器幾乎佔據了所有的手機處理器，高通、蘋果、華為的處理器均是基於ARM架構。今天，ARM暫停了與華為的一切業務往來，因為ARM的設計包含了“美國原產技術”。下文具體說一說。

    什麼是ARM？

    ARM成立於1990年，ARM是全球最大的移動IP提供商，ARM本身是不製造計算機芯片的，主要是對外授權其半導體技術，把相關技術和工具打包售賣，而這個技術就是大名鼎鼎的ARM架構。高通驍龍處理器、蘋果A系列處理器、華為麒麟處理器均基於ARM架構。在2016年時，ARM被日本的孫正義軟銀收購。

    目前，ARM授權模式主要是三種：內核級授權（IP核授權）、架構/指令集授權、使用級授權。其中內核授權保包括了軟核、固核和硬核。華為的海思麒麟處理器、Mali GPU屬於ARM的IP核授權。ARM終止了與華為的合作，那麼華為無法獲取ARM最高端的IP核授權許可。

    ARM限制對華為的影響？

    為了遵循美國禁令，ARM中斷了與華為的相關業務，短期內華為不受受到影響，因為華為有ARMv8架構的永久授權，而目前主流處理器的CPU核心基本上基於ARMv8指令集。華為可以直接根據ARMv8的指令集進行大幅度的改造，甚至擴展ARM指令集，實現某些特殊的功能。

    華為完全可以自己與ARMv8指令集自行設計處理器而不受授權限制，並且具有完整的知識產權，不受美國禁令的影響。高通驍龍處理器、蘋果A系列處理器都是基於ARM指令集授權進行的自主設計。

    華為發佈的鯤鵬920服務器處理器，是基於ARMv8指令集自主研發的，支持64核心，8通道DDR4，目前屬於最強的ARM架構服務器芯片。

    生產環節的影響？

    眾所周知，華為海思屬於fabless企業，沒有自己的晶圓製造廠，需要臺積電或者三星代工，而臺積電和三星在生產基於ARM架構的芯片中，可能會涉及到授權的問題，如果臺積電不能向華為提供ARM芯片代工服務，那麼華為就遇到大麻煩了。不過，根據臺積電的官方回覆，目前不會影響到與華為的相關業務。

    總之，ARM中斷與華為的業務往來，暫時不會給華為帶來任何問題，只是華為無法得到最新的ARM架構授權，比如ARMv9等。目前，比較麻煩的是臺積電、三星的芯片代工廠是否會受到“美國禁令”的影響。

Geek視界

感謝您的閱讀！

俞敏洪說：如果美國不給我們專利技術，華為是製造不出芯片的！我們有一半專利在美國手裡。

他的話現在來看，已經一語成讖！ARM最近聲明：因為ARM設計中有部分源於美國技術，為了遵守美國法律，所以停止和華為合作！這個二五仔，我們只能憤慨。

好在：華為擁有ARM V8架構的永久授權，而這是最新的商用架構。所以，在目前來看，華為並不受太大的影響，至少目前這個階段，華為芯片的影響不大。

到底為什麼我們離不開ARM？包括高通，蘋果等等呢？

而ARM的架構其實就是指令集，而什麼是指令集？它就是最基礎的翻譯語言，它們包含了操作系統對硬件的指令語句，是所有系統和軟件的最底層的基礎。

而高通在內的芯片製造商，它們離不開ARM的指令集，離不開ARM的標準。我們知道在建築中，有一個國標GB，而我認為的ARM指令集就是這個建築設計規範，所以華為設計了圖紙就是按照這個規範設計，而臺積電就是按照設計進行生產！

如果沒有了這個標準，華為確實不能進行生產，好在華為並沒有放棄，我們看到一篇帖子中這樣說：

為了不再使用ARM，我們一直在確定新項目，開發海思自研核，就是為了擺脫這個標準！

所以，雖然ARM背信棄義，不過我們不必氣憤，科技當自立！我們一定能夠擺脫這種困窘！

LeoGo科技

我給你說個簡單比方一聽就懂 ，有個叫mmm的建築公司幾十年前很牛 制定了一套建築標準，標準其實也沒啥難度，就是規定了一些建築細節如：修房子要預留空調孔 這孔必須10公分，放室外機的臺子必須40*80公分。這樣以來所有生產空調的廠商管子都設計成10公分，室外機都設計成40*80，看上去的確好都按照這個標準搞省事，突然有一天mmm公司對某些空調廠家說對不起你不能用這個標準了，沒有授權，你生產15cm的管子可以，我管不著，但10公分的不行。你讓空調廠家怎麼辦？全球的房子都是留的10釐米的孔 你弄個15釐米的穿不過去呀，這個跟技術沒關係10釐米可以造15釐米也可以，但15釐米就是用不成，10釐米孔的標準已經全球化了！對應到目前局勢就是就是遇到耍流氓的，沒有太好辦法。

山水間234

一、前言

英國ARM公司是全球領先的半導體知識產權（IP）提供商。ARM公司是蘋果、諾基亞、Acorn、VLSI、Technology等公司的合資企業。2016年7月18日，日本軟銀集團斥資3.3萬億日元（約合311億美元）將設計ARM的公司ARM Holdings收購。ARM公司通過出售芯片技術授權，建立起新型的微處理器設計、生產和銷售商業模式。

二、儲備知識

1.指令系統

控制計算機完成指定操作並能夠被計算機所識別的命令稱為指令。一臺計算機能夠識別的所有的指令的集合稱為該機的指令系統。指令系統定義了計算機硬件所能完成的基本操作，其功能的強弱在一定程度上決定了硬件系統性能的高低。目前，指令系統的設計有兩個完全不同的設計方向。一個稱之為複雜指令系統計算機（CISC），另一個是以簡化指令功能為目的的精簡指令系統計算機（RISC）。

2.CISC指令

CISC指令的設計目標是增強指令的功能，將一些原來用軟件實現的、常用的功能變成用硬件的指令系統來實現。比如，在科學計算的應用程序中，經常要計算各種各樣的函數，有些計算系統設置了一些常用的函數運算指令，用一條指令代替軟件的一個子程序來完成函數的運算。

為了使使新的微機與其前代機在軟件上兼容，指令系統只能擴充，不能減少從而使得微機的指令系統越來越複雜。

複雜指令難以使用這是一個不爭的事實。因為編譯程序必須使用每一條由高級語言編寫的語句經編譯後，滿足所生成的指令代碼的長度最小、指令執行的次數最少、適合流水線操作等諸多優化所生成指令的條件。所以使用複雜指令系統是一件並不輕鬆的事，尤其是對非計算機專業的人士。

3.RSIC指令

針對CISC指令系統研究發現一個“8020”規律，即在CISC指令系統的計算機中，20%的指令在各種應用程序中的出現頻率佔整個指令系統的80%（就像漢語有將近十萬個字，但經常用的只有幾千個字而已）。基於還有一些其它的研究，人們提出了精簡指令系統（RSIC），RISC是一種計算機體系結構的設計思想，不是一種產品，它是近代計算機體系結構發展史的一個歷程碑。通過簡化指令使計算機的結構更加簡單、合理，從而提高CPU的運算速度。

三、ARM架構

ARM架構，過去稱作進階精簡指令集機器（英語：Advanced RISC Machine，更早稱作Acorn精簡指令集機器，Acorn RISC Machine），是一個精簡指令集（RISC）處理器架構家族，其廣泛地使用在許多嵌入式系統設計。由於節能的特點，其在其他領域上也有很多作為。ARM處理器非常適用於行動通訊領域（手機），符合其主要設計目標為低成本、高效能、低耗電的特性。另一方面，超級計算機消耗大量電能，ARM同樣被視作更高效的選擇。

ARM處理器可以在很多消費性電子產品上看到，從可攜式裝置（PDA、手機、多媒體播放器、掌上型電玩和計算機）到電腦周邊設備（硬碟、路由器），甚至在導彈的彈載計算機等軍用設施中都有它的存在。

四、ARM的應用

自2005年，每年超過一億的手機銷售約98%至少使用了一個ARM處理器，更別說到現在的2019年。2011年，ARM的客戶報告79億ARM處理器出貨量，佔有95%的智能手機、90%的硬盤驅動器、40%的數字電視和機上盒、15%的微控制器、和20%的移動電腦。

在2012年，微軟與ARM科技生產新的Surface平板電腦，AMD宣佈它將於2014年開始生產基於ARM核心的64位元服務器芯片，華為獲得的ARMv8永久使用權，包括32位和64位。前段時間說ARM終止與華為的合作，就不能用ARM的構架，只是不能用最新的v10而已，對於已經授權的v8沒有任何影響。

五、一個新型架構的出現

最近幾年又出現了一個新的構架RISC-V處理器。RISC-V是一種簡單、開放、免費的全新指令集架構。RISC-V最大的特點是“開放”，它的開放性允許它可以自由地被用於任何目的、允許任何人設計、製造和銷售基於RISC-V的芯片或軟件。目前，世界上已經有多個國家和企業明確支持這種新的指令構架的發展。

總結

假如說ARM現在對停止對其他廠家的授權，不止是高通，華為，蘋果，三星等大型科技公司都要停止生產芯片，會遭受到無法估計的損失，對全世界的影響都是巨大的。對於新型起的RISC-V處理器，各個國家和企業都大力發展和支持，一方面是因為該技術的優越性，另一方面，也是因為不願意看到ARM一家獨大的現象。

知識儲備有限，若有錯誤歡迎指正。

歡迎各位留言討論啊。

超跑工廠

ARM架構是什麼？這個需要從芯片說起來，這個跟芯片有很大，現代的芯片都是晶體管集成電路，一顆華為麒麟980芯片集成了超過了69億的晶體管。晶體管通電主要是兩個狀態，電平的高低，這個在計算機中用0和1表示。

芯片認識的就是0和1，很多的0和1就組成了芯片的一條指令，很多的指令放在一起就成了指令集。指令集有很多種，比如intel用的X86，還有MIPS等，比如實現一個C=A+B這一個表達式在不同的指令集中就是用不同的指令來實現，這就是架構的不同。換句話說ARM指令集與其它指令集比如X86指令集等是不同的。

所以一個基於ARM架構的芯片上不能直接運行X86平臺上的程序。

在移動領域，不管是華為麒麟處理器，高通處理器，聯發科處理器還是蘋果的A系列處理器都是基於ARM處理器的，如果沒有ARM處理器那就意味著不能直接運行安卓和IOS上的程序。

ARM的授權只需要購買一次，華為就有ARM B8的永久授權。

萌哈科技

ARM構架是一種優秀適合手機等低功耗產品的芯片技術設計方案，除了ARM還有微軟的X86和MIPS等，可能還有其他芯片構架，目前沒出現過，所以我們不得而知。

首先我們要認識什麼是芯片構架。我們都知道不管電腦和手機，它都需要CPU，CPU是什麼？

CPU就是超大規模的集成電路，集成電路是將所需電阻，電容，晶體管，電感及佈線製作在一塊或幾小塊導體晶片上，然後封裝在一個整體的管殼內，行成一個具有所需功能的微結構，而這個結構就是我們所說的芯片構架，這樣你是不是明白了！就像網友說的搭建房子，確實可以用搭建房子來形容，但是在電路上搭建房子可不是這麼簡單，何況在只有幾毫米的芯片上搭建房子！芯片上搭房子，你要考慮功耗，考慮響應速度，如何解決其他信號干擾，如何增加芯片的可靠性等問題，這些問題涉及的學科還特別大，涉及的學科還特別深，所以設計芯片構架不是一天兩天就能解決的。

那麼現在你有ARM的設計方案就方便很多，只要在完善ARM芯片裡面的添加其他功能就行，簡單的說就是房地產開發商已經將房子建好了，你自己怎麼裝修都可以！當然前提是你不可以破壞房子的主構架，一單你動了主構架房子就會不穩定，容易塌陷。因為國際上有知識產權的法律存在，所以使用ARM，你必須要得到授權，除非國際法律更改規定！

話說回來，世界上不是還有其他芯片構架嗎？為什麼手機非要用ARM的方案呢？其實也可以用別的方案，只是ARM設計的方案功耗低，性價比高，能耗省！手機就那麼大電池，除非天天出門帶像幾個筆記本電池那麼大的充電寶！

至於所有芯片停產的問題，不會出現！前面說了，還有其他芯片構架！

以上為本人觀點，謝謝！

曙光裡的科技

評論員李睿陽：

用一種不太準確的、粗暴的類比來說，架構這個東西有點像編程軟件。比如說，你用C語言編出來的東西，可能就無法被Java直接去識別。

類似的道理，可以直接搬到架構上。現在市場上主流的架構是兩種，一種是X86架構，一種是ARM架構。X86架構一般用在我們的電腦、服務器等產品中；而ARM架構由於其簡單，功耗低且效率高，廣泛用在我們的智能手機之中。如果不讓高通用ARM架構去設計手機芯片，而是改用X86架構的話，那麼其設計出來的手機可能性能會很好（X86架構本身就是為性能服務的），但是相對的，手機可能就會真的“發燒”了。由於X86架構性能優先，會導致較大的功耗；在目前手機散熱還沒有質的飛躍的情況之下，高的功耗除了讓消費者體驗不太好外，最大的弊端在於其產生的高溫會影響手機內部元器件的工作以及壽命。

因此，如果不讓高通用ARM的話，對於高通的打擊也是很大的。

首席投資官

如果說製造芯片離不開光刻機的話，那麼設計芯片就更加離不開ARM公司了。ARM是什麼？全球領先的知識產權公司，為世界上95%的智能手機芯片提供ARM架構和指令集，說他是悶聲發大財一點也不為過。生活中，絕大多數的人對這家隱藏在幕後的公司還很陌生，但這樣的公司才是最可怕的。

iT科技菌

ARM和電腦的X86一樣都是壟斷地位的，一個桌面端，一個移動端，只是ARM只授權自己不造芯片，其實在移動智能終端生態完善之前，ARM也並不像現在這麼瀟灑，當時為了應對X86，採用精簡指令集（RSIC）以高性能和低功耗，後來加之iOS和安卓的不斷壯大，才讓ARM有了翻身的機會，可以說硬件和軟件生態是相輔相成的，因為軟件生態成就了ARM，同樣也因為ARM造就了iOS和Android甚至未來的各種移動智能終端。

所謂架構就像是房子的框架結構，一旦成熟起來之後，後者可以在這個結構之上進行設計和放東西（軟件生態）當然對於這個架構不滿意的地方還可以進行修改，但是隨著用戶的增加，這種架構就會成為一個標準。再用建築來舉例子，標準成熟之後，他上面建築材料，或者配套的建築設施，比如磚水泥，等，都會按照這個標準來，這時候就會有這麼方面的廠商按照這個標準來製造，如果以芯片的這種原始架構來說，就是軟硬件接口，無論是操作系統或者軟件商都會想辦法去適應其標準。

當然也可以開發一個新的架構，當然難度很大，需要重新編寫配套的指令集，不斷地優化架構，資金開銷會很大，同樣的時間也會很久，收效怎樣呢？如果沒有軟件生態去哺育這個架構，那麼最終只能以失敗告終。這就和建房子一樣，設計構想出來了，通過分析說這房子建成之後能抗九級地震，可結果呢，沒有材料能用於這種架構，建築機械也不行，那些廠家不可能專門重新為了你這個新架構去適應，到最後肯定只能爛尾，對於軟件商而言，則更不會放著成熟的架構不用，去用你一個新架構，而且不掙錢，反而還要往裡面搭錢。

說真的一個架構能真走向成熟建立完整生態，首先的離不開軟件（比如X86和Windows）當然也離不開運氣，比如ARM就是趕上了移動互聯網的崛起這一機遇。所以說現在想要徹底拜託ARM那是不可能的，起碼短期內不可能，除非未來有了第三個生態圈子，比如跨平臺的操作系統，物聯網，雲計算，比如為汽車開發的操作系統，或者個人家庭系統，不過目前感覺ARM已經在向這方面佈局了。

關鍵字: 科技 ARM 精簡指令