ARM指令集发展史

提起ARM,大家应该非常熟悉了。它不生产芯片,它只提供一个芯片设计的Idea,包括原生核心IP以及ARMv指令集。
ARM指令集发展史

其中,核心IP就是咱们耳熟能详的Cortex-A78和Cortex-X1等,高通、三星、联发科、华为、紫光展讯等芯片商就是直接购买核心IP授权,直接在其基础上开发SoC。有条件的芯片商还能在核心IP的基础上进行“魔改”,推出半定制化的核心架构,比如高通Kryo系列核心。
苹果凭借体量、资金和研发优势,选择从ARM这边购买ARMv指令集授权,并在其基础上进行核心架构的自研。此外,高通早期的骁龙820,三星旗下的猫鼬核心也都是基于ARMv指令集授权的自研。只是如今自研核心的成本太高,除了苹果其他芯片商都难以为继了。
无论是苹果的自研核心还是ARM的原生IP,都需要以ARMv指令集作为地基。因此,ARMv指令集的强弱至关重要。
ARM指令集发展史

在进入以iOS和Android系统为代表的智能手机时代之后,最早的手机处理器都是直接基于ARMv6指令集打造,代表产品有高通骁龙S1(包括MSM7x25),这些处理器连GPU都没有。
ARMv7-A算是一次比较大的迭代更新,高通早期自研的Scorpion微架构就是基于ARMv7-A指令集自主研发而来,代表产品有骁龙S1时期的QSD8x50。
ARM也是从ARMv7-A指令集开始,才大力发展原生核心IP的研发与授权,从Cortex-A5到Cortex-A17,这些早期的32bit处理器核心就都是基于ARMv7-A打造而来。
为了迎接64bit时代,ARM在2016年推出了ARMv8-A指令集,其主打可伸缩矢量扩展,专为高性能计算、数据中心而生。采用这一指令集的代表有Cortex-A53、Cortex-A57、Cortex-A72和Cortex-A73(还有嵌入式领域的A32和A35)。
ARM指令集发展史

2017年,ARM发布了ARMv8.2指令集,它引入了新的fp16运算和int8 dot指令,优化得当就能大幅加速深度学习框架的推理效率。从Cortex-A55和Cortex-A75开始至今的所有SoC核心架构都是基于ARMv8.2指令集研发的。
ARM在3月31日正式发布了ARMv9指令集,它在兼容ARMv8的基础上,不再局限于移动/嵌入式市场,未来将发力PC、HPC高性能计算、深度学习等新市场,以满足全球对功能日益强大的安全、人工智能和无处不在的专用处理的需求。
ARM指令集发展史

用ARM的话说,ARMv9是10年来最重要的创新,是未来3000亿ARM芯片的基础。值得一提的是,ARMv9架构不受美国出口管理条例的约束,意味着华为海思可以获得v9架构的永久授权。
据悉,基于ARMv9开发的处理器预计将在2022年初正式商用。现在我们最关心的问题就是,即将在5月~6月发布的的ARM下一代Cortex-A79和Cortex-X2核心IP能否赶上这个全新的指令集?
来源:CFAN

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