ARM架構是什么東西？

“1979年那是一個春天，有一位老人在中國的南海邊畫了一個圈；神話般地崛起座座城，奇跡般聚起座座金山。”

芯片的架構也有異曲同工之妙，好的芯片架構可以帶來點石成金的魔法。

芯片的架構就是如何在這方寸之間去建造一座微縮的宏偉城市，在城市中按照功能屬性的不同，劃分不同的區域，規劃道路和配套設施。大到一個區域要建幾層，每一層要放多少晶體管；小到晶體管怎么放，道路是大一點還是小一點；細到城市中的電要怎么配給、每條道路上的車輛該怎么走，都歸芯片架構管。這樣形成的圖紙和文字說明就是架構。

架構為什么很重要

從A點到B點，在A和B很少聯系、每次要運輸的物資很少、A到B的道路也不擁堵，那么目前這樣的設計是夠用的。

如果A點和B點的聯系比較頻繁，A到B的道路很擁堵，顯然拓寬一下A點到B點的道路、同時增加從A點到B點運輸物資的頻率是一個行之有效的辦法。

如果A點和B點通過拓寬道路、增加運輸物資的頻率并不緩解A、B兩點之間的壓力，那么可以從A點直接修一條快速路到B點。

如果A、B點修建一條快速路還不能緩解A、B兩點之間的壓力，那么可以直接將B點移到A點旁邊。這樣快速路就可以撤掉了，同時減少了運輸物資的時間和損耗。

假如A點的大小不能再改變了，但A點又希望提高整體的產能，怎么辦呢？那就將A點從平房改造成很多層的高樓來容納更多的晶體管，以此來提高產能。

這就是架構的魅力所在，架構其實也就是這樣一點一滴的調整優化。架構能夠優化芯片的內部結構，提升信號傳輸的效率，進而減少故障率、提升性能，降低功耗。

ARM在芯片領域所處的位置

在半導體行業有兩種路子可以走。一種是從架構和芯片設計、生產等一條龍服務，完全靠自己，比如英特爾；另一種是只設計芯片，制造交給代工廠，比如：高通、蘋果、華為、AMD等等。顯然現在只設計芯片的公司要多的多，而搞一條龍服務，沒有雄厚的資本、技術、人才儲備是完全弄不明白的，更別說賺錢。

ARM它既不制造芯片，也不銷售芯片，只設計自己的IP（核），包括指令集、微處理器、GPU、總線。誰想買就授權賣給誰，還會提供完整的開發工具集（如：編譯器、debugger、SDK）。

很多設計芯片的公司只需要拿著ARM成熟的架構，稍微改改或增加一些獨有的功能就可以發行屬于自己的芯片，簡直不要太爽。而ARM儼然成為了芯片領域的頂部玩家。

如今的ARM陣營已經覆蓋了90%以上的消費電子，包括了手機、硬盤驅動器、數字電視/機頂盒、微控制器等等，并且已經開始擠壓X86個人電腦、服務器的市場份額。

ARM的授權方式第一種是架構/指令集層級授權，獲得授權后可以對ARM架構進行大幅度改造，甚至可以對ARM指令集進行擴展或縮減（蘋果、華為、高通就是屬于這種授權）。第二種是內核層級授權，獲得授權后可以以一個內核為基礎添加其他模塊。第三種是使用層級授權，獲得授權后只能使用，不能魔改。

客戶選擇了授權方式后，需要先向ARM支付一筆預付款才能拿到設計資料。當完成研發、制造并且正常出貨后，ARM還會安裝生產的數量收取權利金。

對于新創公司ARM降低了準入門檻，中、低階芯片授權不需要繳納“預付款”也能看到設計資料的細節，并從中評估并選擇適合自己的授權方案，等芯片正式生產后再安裝生產的數量收取費用。這一舉措無疑是一招攔路虎，因為全球芯片的成長動能已經從過去的大型企業轉型到中小型企業。

有了ARM成熟的IP方案，誰還愿意再去開發新的芯片架構呢？

不用ARM可以嗎？

答案是可以的。除了ARM架構，還有x86、RISC-V等，x86的授權已經幾乎處于封閉的形式，而RISC-V并不像ARM那么成熟。ARM拿來稍微改改就可以形成自己的核心競爭力，并不需要消耗很長的時間和大量的人力、財力。

當然也可以自己研發新的架構，但是這個難度可以想象。玩過1000個拼圖的小伙伴可以說一下自己的感受，研發新的架構可比1000個拼圖難無數倍。

設計一個可以容納幾十億、幾百億晶體管的芯片架構，同時要做到高性能、低功能，對于一個大型公司而言都是一件非常困難的事情。能拿別人成熟架構， 稍微改改做到可用都是一件值得炫耀的事情，而能不能迎合市場又是另一件事情。

購買ARM授權既能節省芯片開發的時間、減少研發費用，又能在短時間內推出低功耗、高性能可以迎合市場的芯片。這就是很多人不得不使用ARM的原因。

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