近十年的移動互聯網發展，讓智能手機大規模普及，也帶火了一個曾經并不為人廣泛知道的公司——ARM。這家成立于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 架構是一種采用獨特的 ARM 指令集系統、并且根據不同適用范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 領域常常見到采用 Cortex-M 架構的處理器。

　　ARM 架構，更主要的是 ARM 指令集系統。不同于 x86 架構的復雜指令集（CISC）架構，是一種精簡指令集（RISC）架構。相對于 CISC 架構處理器，采用精簡指令集設計的 ARM 架構設計目標是能在盡量高的時鐘頻率下通過很少周期執行的指令集。大幅減少不常用的指令，降低芯片復雜度。采用 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。同時由于這個原因，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 處理器不是單周期指令，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 也沒有完全局限于此，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 架構就是采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。

　　那么為什么高通、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 架構由于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于純軟件模擬 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 游戲機等。

　　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，工廠等買到后自己發揮的余地不多。如海思部分麒麟處理器就是采用這種方式。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。同時即使廠商在定制自己的微架構，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。

　　其次是適用范圍。雖然 ARM 架構在強調低功耗高性能，但是其在近幾年前適用范圍還是相對較窄的，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 也曾經出品過基于 ARM 指令集的 XScale 處理器，Dell 曾經生產過基于這個處理器的 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，而且也可以借助 ARM 的豐富經驗快速設計出強大的處理器。

　　最后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 年之后的 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 后空翻使用的是高通 MSM7201A SoC，其 CPU 部分就是 ARM11 架構。而隨后 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 部分都是采用 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么強大的智能手機，所以他們算是休戚與共了。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。所以這并不是一個誰依賴誰的問題，而是各方通力合作的結果。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的ARM架构是什么？为什么高通三星都依赖他？的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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