ARM (стилизованный в нижнем регистре как рука , ранее аббревиатура от Advanced RISC Machines и первоначально Acorn RISC Machine ) представляет собой семейство архитектур набора инструкций компьютера с сокращенным набором команд (RISC) для компьютерных процессоров , сконфигурированных для различных сред. Arm Ltd. разрабатывает архитектуру и передает ее по лицензии другим компаниям, которые разрабатывают свои собственные продукты, реализующие одну или несколько из этих архитектур, в том числе системы на кристалле (SoC) и системы на модулях (SoM), которые включают в себя различные компоненты, такие как память, интерфейсы и радио. Он также разрабатывает ядра , которые реализуют эти архитектуры набора команд, и лицензирует эти разработки многим компаниям, которые включают эти конструкции ядер в свои собственные продукты.
Было несколько поколений конструкции ARM. Первоначальный ARM1 использовал 32-битную внутреннюю структуру, но имел 26-битное адресное пространство , что ограничивало его до 64 МБ основной памяти . Это ограничение было снято в серии ARMv3, которая имеет 32-битное адресное пространство, а несколько дополнительных поколений до ARMv7 остались 32-битными. Выпущенная в 2011 году архитектура ARMv8-A добавила поддержку 64-битного адресного пространства и 64-битной арифметики с новым 32-битным набором инструкций фиксированной длины. [3] Arm Ltd. также выпустила ряд дополнительных наборов инструкций для различных правил; расширение «Thumb» добавляет как 32-, так и 16-битные инструкции для повышения плотности кода , в то время как Jazelleдобавлены инструкции для прямой обработки байт-кода Java . Более поздние изменения включают добавление одновременной многопоточности (SMT) для повышения производительности или отказоустойчивости . [4]
Из-за их низкой стоимости, минимального энергопотребления и меньшего тепловыделения, чем у их конкурентов, процессоры ARM желательны для легких, портативных устройств с батарейным питанием, включая смартфоны , ноутбуки и планшетные компьютеры , а также другие встраиваемые системы . [5] [6] [7] Однако процессоры ARM также используются для настольных компьютеров и серверов , включая самый быстрый в мире суперкомпьютер . [8] Произведено более 200 миллиардов микросхем ARM, [9] [10] [11] по состоянию на 2021 [Обновить]год, ARM является наиболее широко используемым семейством процессоров.архитектуры набора инструкций (ISA) и ISA, производимые в наибольшем количестве. [12] [6] [13] [14] [15] В настоящее время широко используемые ядра Cortex , более старые «классические» ядра и специализированные варианты ядер SecurCore доступны для каждого из них с включением или исключением дополнительных возможностей.
Первой широко успешной разработкой Acorn Computers был BBC Micro , представленный в декабре 1981 года. Это была относительно обычная машина, основанная на процессоре MOS Technology 6502 , но работавшая примерно в два раза быстрее, чем конкурирующие разработки, такие как Apple II , из-за использования более быстрого процессора. динамическая оперативная память (DRAM). Типичная DRAM той эпохи работала на частоте около 2 МГц; Acorn заключила сделку с Hitachi на поставку более быстрых компонентов с частотой 4 МГц. [16]
Машины той эпохи обычно делили память между процессором и буфером кадра , что позволяло процессору быстро обновлять содержимое экрана без необходимости выполнять отдельный ввод-вывод (I/O). Поскольку синхронизация видеодисплея требовательна, видеооборудование должно было иметь приоритетный доступ к этой памяти. Из-за особенностей конструкции 6502 ЦП половину времени не трогал память. Таким образом, запустив ЦП на частоте 1 МГц, видеосистема могла считывать данные во время этих простоев, занимая общую полосу пропускания 2 МГц ОЗУ. В BBC Micro использование ОЗУ с частотой 4 МГц позволило использовать ту же технику, но с удвоенной скоростью. Это позволило ему превзойти любую аналогичную машину на рынке. [17]