低功耗受热捧 十问ARM处理器究竟强在哪？

近日，ARM公司宣布推首款64位的ARMv8架构的处理器，这对于ARM公司是一个足以载入芯片发展史册的日子，其在全球三地同时宣布将推出公司首款64位的ARMv8架构处理器，进一步扩大ARM在高性能与低功耗领域的领先地位。ARM公司在原有的生态系统中以前所未有的创新速度推动多元化平台，开启计算技术的转型时代。

此次发布64位处理器标志着ARM公司从移动设备进军基础设施与服务器，全面支持消费者移动互联的生活方式。这将为ARM公司的市场扩展与用户体验革新提供无限商机。

近年来，智能手机与平板电脑已成为人们主要的计算设备，移动设备的计算的能力已经成为带动整个计算领域的关键要素。ARM公司在过去五年间中，举得了令人瞩目的成绩，其将智能手机性能提高了15倍之多，并改变了用户使用设备的方式。此次发布的Cortex-A50处理器系列产品能够从32位无缝转换至64位执行状态，依然能够支持现有的32位应用程序，并且提供了64位的高可扩展性，以满足移动计算终端客户与未来智能手机的发展需求。

移动计算促使数据爆炸增长

另一方面，移动计算的发展使得云服务与网络互联的基础架构发生改变。智能移动设备的爆炸性增长，应用服务的层出不穷，使得数据内容的产生与消费大量增加，数据成倍增加，预计将于2020年达到120艾字节（为现今八倍以上 ）。如果企业继续沿用现有技术，无缝式移动生活方式将对网络及数据中心基础设施带来极大考验，Cortex-A50处理器系列针对这些难题所设计，将提供未来基础设施所需的节能解决方案。经过强化的32位执行能力将有益于32位云端服务器应用，而64位执行能力则扩展了ARM解决方案的适用性，进而促成网络互联、服务器及高性能计算方面的新商机。

ARM公司一直致力于设计先进的数字产品核心应用技术，应用领域从无线、网络和消费娱乐解决方案到影像、汽车电子、安全应用及存储装置等，而对于新发布的ARMv8处理器相信有很多人还有很多疑问，下面笔者为大家一一解开谜团。

一问ARM：

最新的64位的处理器是基于ARMv8的架构，它是否是严格意义上的64位的处理器呢？

ARMv8毋庸置疑是一个真正意义上的64位处理器，只是说ARM在这个64位的架构当中加入了或者说提供了32位的支持，让其能够兼容之前32位的应用。我们可以从下面的ARMv8的架构图进行了解：

ARM官方架构图（来自ARM官网）

ARMv8最新的64位的架构图在一年前就已经发布了，在ARMv8架构中可以看成有两部分，其中第一部分是32位的AArch32，它是32位的一级，另外是AArch64。这个处理器最大的一个特点是在新的架构当中，兼容以前的32位架构上面所写的代码，所开发的应用在新的架构下是完全百分之百兼容的。同时它引起ARM开发者对未来开发64位的目标，所以过去写的所有的代码，开发的所有的应用都能够保证在未来还能够继续使用。

ARMv8架构为什么需要64位呢？首先的一个原因是网络设备或者网络应用领域传统是以64位进行开发的。而且随着智能手机或者超级手机当中的内存在不断地扩大，未来也对64位提出了更多的要求。还有一个原因对64位的需求来自于厂商，他们开发的产品希望可以覆盖到平板到普通的电脑的这样一些产品，希望在这些产品当中能够实现软件的一致性和统一性，所以也会对64位有一个大的需求。所以ARM在服务器、网络这些领域转变的速度会快一些，在移动市场的转变可能稍微慢一些。

但PC市场花了八年的时间从32位过渡到64位，手机或者移动市场转变会快得多，但是也不会一蹴而就的，所以这也是为什么我们在新的架构中同时兼容了32位和64位，使得不同的用户都能够在这个架构当中根据需求得到想要的支持。

二问ARM：

处理器的命名从原来的A15直接跳到A50系列，这个有什么特殊意义呢？

首先我们来看下ARM处理器是如何命名的，在ARMv7架构亮相前，ARM进一步扩展了它的CPU设计，从这个版本，内核架构首次从单一款式变成3种款式。

1）款式A：设计用于高性能的开放应用平台。

2）款式R：用于高端的嵌入式系统，尤其是那些带有实时要求的。

3）款式M：用于深度嵌入的，单片机风格的系统中。

款式A（ARMv8〢）：需要运行复杂应用程序的"应用处理器"。支持大型嵌入式操作系统，比如Symbian，Linux，以及微软的WindowsCE和智能手机操作系统WindowsMobile。这些应用需要劲爆的处理性能，并且需要硬件MMU实现的完整而强大的虚拟内存机制，还基本上会配有Java支持，有时还要求一个安全程序执行环境。典型的产品包括高端手机和手持仪器，电子钱包以及金融事务处理机。

ARM新发布的处理器

从上面的命名介绍，我们可以了解到Cortex-A50处理器系列的主要目标ARM在高性能与低功耗领域。该系列率先推出的是Cortex-A53与Cortex-A57处理器以及最新节能64位处理技术与现有32位处理技术的扩展升级。该处理器系列的可扩展性使ARM的合作伙伴能够针对智能手机、高性能服务器等各类不同市场需求开发系统级芯片（SoC）。

关于系列名字命名，其实没有什么特别的意义，知识ARM公司想表达的是这是一个全新架构下面的两个系列的新产品，而是经过ARM不同的部门一些讨论，争论以后最后定的是50这个数字，没有什么特殊的意义。

三问ARM：

ARM处理器低功耗优势究竟有多强？

这次推出ARMv8系列，这是ARM史上第一个64位的系列，在下图上面大家可以看到两根线，上面的蓝线代表的是随着ARM产品路线图的演进，ARM的处理器带来了越来越高的性能，下面的绿色的线则是代表它的功耗。

大家可以看到最左边的Cortex-A8的诞生当时重新定义了ARM处理器所代表的性能，渐渐地到目前市场上面比较主流的双核的Cortex-A9以及刚刚被ARM一些合作伙伴开始推出的四核Cortex-A9，性能达到了非常高，但基本上还保持在一个相同的功耗水平。

ARM处理功耗路线图（来自ARM官网）

Cortex-A50系列其实是具有非常大的可扩展性的，大从智能手机到超级手机、平板电脑到移动电脑到服务器，在未来通过它们对于A53和A57不同的配置能满足不同的要求。所以A50系列体现了灵活性和可扩展性。

四问ARM：

英特尔芯片的应用终端现在已经有多款出市了，对ARM是否造成威胁？

一个是移动设备领域的新兴霸主，一个是PC与服务器领域的老牌王者，二者在之前似乎并没有多少交集，而随着移动办公设备的影响力的逐年增大，英特尔开始意识到移动市场的重要性，而ARM公司也为了拓展业务，将发展方向向PC和服务器方面的发展。这就造成了二者业务方面的冲突，竞争不可避免的发生。

英特尔进入移动终端市场并不是最近才发生的，在近一年，其实英特尔一直在尝试进军智能手机和平板电脑市场，但是收效甚微，而如今，凌动处理器的推出也并没有改观其在移动终端市场的表现。ARM架构的处理器如今在手机的市场份额高达99.8%，ARM公司一直非常努力地和合作伙伴一起推进新产品的开发，使得ARM能够真正地去改变整个移动市场的大的面貌。

ARM最新推出的ARMv8处理器系列能带给消费市场终端市场很高的性能同时又有很低的功耗。如果和英特尔相比的话ARM在保持低功耗方面非常有优势。随着新产品的引进会给ARM处理器加入更高的性能。竞争肯定存在，但是ARM也在积极努力地做好自己的工作。如果这样持续下去的话，英特尔很难再移动计算市场对ARM造成威胁。

五问ARM:

如何看待ARM跟AMD的合作？

2012年10月29日，AMD公司宣布除了原有的x86处理器之外，该公司还将设计面向多个市场的64位ARM架构处理器，新产品将首先供应云服务器和数据中心服务器市场。此次跟ARM公司合作开发低功耗的AMR架构处理器，可以看出AMD技术变革的决心。

AMD与ARM联手研发处理器

此次ARM和AMD合作可以说对双方都是有好处的，AMD在服务器领域具有一定的优势，在未来服务器领域对于消费者来说互联共享非常重要，尽管它未来还会同时开发基于ARM以及X86的产品，但是对它来说已经是一个战略性的决定。

用ARM这样的小型高效处理器来赋予数据中心强劲的性能。无论对于AMD，还是ARM公司都是非常大的挑战，与大核CPU相比，ARM处理器的计算成本和计算能效都得到大幅改善，成为执行高度并行化任务的理想之选。

AMD已经在服务器领域积累的相当多的成功经验和业界领先的64位微处理器技术以及广泛的知识产权组合与原始设备制造商（OEM）、原始设计制造商（ODM）和独立软件开发商（ISV）合作的经验，AMD能够真正提供一系列的企业级功能。AMD与来自Facebook、戴尔、红帽、亚马逊和ARM的业界领袖都有着亲密的合作，将共同研讨如何开发更灵活、更节能高效的计算解决方案，以及如何进一步促进当前的数据中心的变革。开启计算技术的转型时代，从而带领全行业完成又一次重要转折。

六问ARM：

ARM 64位软件生态系统还不是很成熟，在未来ARM软件生态系统的发展上有些什么样的措施？

戴尔公司就曾说过ARM的软件系统是薄弱的，适用服务器领域的软件很难找而且价格昂贵，这就导致企业用户很难将应用前移动ARM架构的服务器上。目前ARM软件支持上Linux反而更多一些，红帽和NOVELL都是ARM的长期合作伙伴。但缺乏软件支持仍然是基于ARM服务器最大的缺点，解决这个缺点，是ARM服务器能否取得成功的关键。

服务器知名厂商戴尔（来自戴尔论坛）

关于软件，ARM针对服务器的一些A50系列的产品将在2014年投入市场，目前围绕着ARM的软件生态系统中已经有好多的合作伙伴展开合作，Cortex-A50处理器系列产品能从32位无缝转换至64位执行状态，不仅能继续支持现有的32位应用，这就为ARM软件开发者提供了更佳的平台。

同时借助与传统服务器芯片厂商AMD的合作，利用AMD在服务器领域积累的相当多的成功经验和独立软件开发商（ISV）合作的经验，能够提供一系列的企业级软件功能。共同研讨如何开发更灵活、更节能高效的计算解决方案。红帽、甲骨文、Cloudera和思杰都宣布了为64位ARM硬件提供软件支持的计划。

而且近期俄罗斯创业公司Elbrus Technologies宣布为ARM服务器芯片厂商开发了一款模拟器，能够在ARM芯片上运行X86软件。这款软件的如果能够顺利推出将会对英特尔X86服务器市场带来重大的影响。

七问ARM:

新推出两款ARM处理器是不是对于企业级数据中心市场是一个里程碑式的产品？

ARM公司是微处理器行业的一家知名企业，其设计了大量高性能、廉价、耗能低的RISC处理器、相关技术及软件。技术具有性能高、成本低和能耗省的特点。适用于多种领域，比如嵌入控制、消费/教育类多媒体、DSP和移动式应用等。

ARM公司（来自ARM官网）

从2001年到现在，中国移动互联网用户增长率达到192%。在2012年的伦敦奥运会上有超过一半的人通过移动设备获取由BBC提供奥运提供的报道，越来越多的人用移动设备进行社交媒体的应用的使用。数字与现实世界的融合，促使整个网络世界所产生的数据量呈现爆炸式增长，这也会涉及到功耗的需求，怎么样帮用户建立一个更高功耗效率的服务基础架构是目前市场亟待解决的问题？

此次ARM宣布推出的ARMv8架构ARM Cortex-A50处理器系列产品，进一步扩大ARM在高性能与低功耗领域的领先地位。在未来可能在这个领域随着我们新产品的推出，也能迈向64位这样的一个新的市场。新的64位处理器系列的需求超出了ARM以往任何一个芯片产品。相信这不会是一蹴而就，但是在未来ARM能够用这样的产品去满足特定领域与特定需求的一些应用，对于企业级数据中心市场，这两款产品可以说是里程碑式的产品，具有巨大的意义。

八问ARM：

企业服务器方面，英特尔一直是服务器市场上的领导者，功效是十分重要的，能A53、A57的优势体现在哪里？

随着高性能计算的发展，数据中心的快速扩张，同时众多难题逐渐露出水面：最突出的莫过于高耗能，电费成本居高不下，导致很多数据中心建得起，用不起。

2010年有一个统计数据，全球的数据中心的所有的用电里面大概只有1.3%是用于能源消耗的，两年过去了，这一数字并没有改进，大家可以看到在两年之内，在处理器架构没有改变的情况下能源消耗其实没有办法更往前提升。

ARM有何优势？（来自新浪）

ARM处理器的最大优势就是在低功耗方面、降低企业成本方面，举一个简单的例子，现在也有很多的数据中心对于比如说它的面积，对于它的成本会有一个非常高的要求，数据人员经常考虑的是怎么样在有效的机会里面提升它的处理性能，比如说降低芯片的尺寸，另外他们还考虑如何降低冷却的成本，因为大家也都知道数据中心很大的一个成本是花在怎么样去给机房进行降温这一块的。

ARM在这方面具有非常大的优势，首先基于ARM的芯片面积更小，能够在机位里面加入更多的计算的容量。另外ARM的低功耗技术甚至可以做到不用风扇，这样在冷却方面成本大大降低。未来将可能比较快地运用ARM服务器的运用在数据中心的WEB服务器的应用，它也是目前大量的数据中心的服务。ARM总体来说对于降低总体拥有成本能够起到非常大的作用。

九问ARM：

ARM处理器一直采用单核心单线程设计，而像英特尔、AMD的处理器则是多核心多线程，这两种设计的优势在哪？

随着如今的应用需求变得越来越复杂，对处理器计算性能的要求也大幅提高，作为提升处理器计算能力的一种重要技术，多核多线程架构在处理器中应用得越来越普遍，从台式机到服务器，到处都可以看到多核处理器的身影。如今双核处理器似乎已成为市场主流，而四核、八核甚至更十六核产品都已经出现。

英特尔一直采用多线程设计

多线程技术同样为提升处理器计算能力方法。多线程处理器的应用早于多核，早在十年前，英特尔就推出了超线程(即双线程)技术，让单个处理器都能使用线程级并行计算，进而兼容多线程操作系统和软件，减少CPU的闲置时间和提高CPU的运行效率。

ARM架构的处理器则一直坚持设计单核单线程的处理器芯片。关于多线程和单线程的问题，ARM多年来一贯给出的答案是多核是优于多线程的选择，尽管这个可能说大家或者说一些竞争对手有不同的观点，但是从无论是设备制造商也好还是同很多工程师、设计师的沟通中，ARM认为多核在简化整个工作流程，实现将数据以最快的速度传出到正确的地方这些领域都有好于多线程的表现。

十问ARM：

近两年来，Wintel的联盟被打破了，对于业界这也是一件好事，因为垄断造成的结果是价格居高不下，新产品更迭速度太慢，对于消费者或者整个产业来说都不是一件好事。，ARM是不是形成了这种垄断的地位？

ARM在智能手机市场占有率达到99.8%，但ARM公司对市场并没有形成垄断，可以从下面几点来看，首先我们来看一下ARM公司的商业模式是什么，其实ARM提供的只是系统处理器的设计给它的生态系统，在这个基础上ARM的芯片或者系统合作伙伴可以增加IP，系统支持或者最终的价值增加，所以新兴的产品有很多不同的形态。ARM虽然全球有1000多家企业，但从这个角度来讲是整个生态系统占了99.8%的市场，这个生态系统分散了，分散了1000家之后以后就不存在这个垄断问题。

Wintel联盟（来自论坛）

ARM以及合作伙伴与英特尔非常大的一个不同点，大家接触ARM是一个IP供应商，并不产生实际的产品，ST等等这样的合作伙伴会设计一些产品。所以说其实ARM本身并不提供一个产品，不像英特尔在垄断市场里面由它来卖产品，这是一个很大的不同点。

移动市场和PC市场是两个不同市场，移动市场的需求是多样化的，也正是ARM的这种业务模式以及生态系统满足了这种非常多样化的需求，在PC市场是非常不一样的。最近Google发布的Chromebook也是采用三星的芯片作为支持，这也是三星公司希望能够进入不同的领域，除了手机以外他们也想进入更多的领域。这种也是只有在ARM的生态系统或者是ARM的业务模式的支持下才能够实现的。

从整个的CPU核的发展历史来讲，ARM用25年的时间打造了今天的成绩，主要的是它开放合作的模式，这个开放的合作模式造成了今天在整个业界里只有两个大的生态系统，一个是英特尔一个是ARM，希望ARM公司能够继续以开放的合作的模式跟我合作伙伴做互助互利。

总结：ARM发布的第一个64位的处理器系列两款产品，未来主要针对三大类不同的应用，第一类是移动和平板电脑之类的一些产品，第二类是网络，第三类是服务器。对于这个ARM第一个64位的系列，同时发布两个处理器得到了很多合作伙伴的支持，正是ARM和它们的合作伙伴的合作使得这个产品顺利推出和未来能够良好发展。