都是ARM处理器,为何其他芯片商不能离开ARM,苹果却不怕断供?

都是ARM处理器,为何其他芯片商不能离开ARM,苹果却不怕断供?,第1张

说到ARM指令集,毫无疑问,该指令集霸占了移动市场的全部份额,目前甚至盯上了X86的市场,包括电脑领域甚至是服务器领域,ARM的优势是低功耗性能,而且成本很低,这是X86无法做到的。
目前苹果已经着手开始了ARM芯片对于英特尔X86处理器的替代,但不同于其他ARM芯片,苹果的A系列处理器虽然也是ARM芯片,但是和ARM的关系很小,自研程度很高,不像安卓手机芯片商需要从ARM那里买核心架构授权,所以苹果根本不怕ARM断供。
安卓芯片商的主要几家,高通,华为,联发科,都是采用的ARM公版架构,就连一直采用自研猫鼬核心的三星也决定要放弃自研,用上公版架构,实际上高通之前也有自研核心,但最后发现还是公版最香,其实现在安卓芯片在CPU部分差别都已不大,主要还是GPU和基带方面。

为什么苹果可以不用买ARM的架构核心,而其他芯片商每年都需要从ARM那里购买最新版的架构,比如目前在使用的A77,那么到了明年就是A78了,首先肯定不是因为没有自研的实力,比如三星就是自研,而且跑分还特别高,但跑分没输过,体验没赢过。
其实根本还是生态问题,生态可以认为就是一个统一的标准,华为,高通,联发科,三星,等等其他芯片商都是安卓系统,安卓系统虽然开放的,但却是受限于谷歌的,为了生态的统一性,为了减少开发人员或者各类工程人员的任务量,那么就需要遵循安卓系统的规则。

如果都去搞自研核心的芯片,那么这样一来谷歌安卓就需要做大量的适配工作,针对不同的芯片进行各种优化,而且不光安卓系统,APP应用开发商也是如此,也必须进行各类适配工作,否则很有可能出现BUG,或者是应用兼容问题。
如此一来安卓的碎片化问题会更严重,系统也会越来越臃肿,这显然不利于后续发展,所以安卓系统直接找ARM合作,最新版本的安卓系统适配最新版本的ARM架构,这样一来安卓的适配工作大大降低,只需要针对ARM的官方架构做适配,其他芯片商也只需要用ARM的公版架构,既保证了安卓多元化的特性,同时省了很多不必要的麻烦。
所以苹果就非常好理解了,苹果自始至终是软硬件一体,拥有更多自主权,而且苹果的A系列处理器每年就一款,手机机型数量也很少,在自己的圈子里,自己想怎么优化怎么优化,而安卓芯片商必须看谷歌的态度,因此苹果的ARM处理器才可以不用受限于ARM,自成一派,包括Mac OS从X86迁移到ARM也会非常容易。
​目前华为虽然购买了ARM V8指令集的永久授权,但是只要华为还在用安卓系统那么就必须要用ARM的最新的公版架构,否则就会出现很多各种各样的问题,理论上安卓是很开放的,但想要最好的体验,那么ARM公版架构是最好选择,想要不依赖于ARM的公版架构很简单,有了自己的 *** 作系统就可以了。

有了自己的 *** 作系统,并且形成完美的生态,这样一来也就可以反哺硬件,那么此时甚至可以不用依赖于ARM指令集都可以,甚至可以给别的指令集进行优化适配工作,而华为的鸿蒙其实就是这样的布局,当然肯定也有其他公司也在布局,不过对于国内来说,如果想建立这样的生态, *** 作系统只要一个就可以了,指令集也选定一个进行发展就可以了。
同样国内如果形成这样的生态也是非常有利的,毕竟我们国家有着13亿的人口,打造出一个软件生态,同时再指定一个硬件指令集,形成类似于Windows和X86这样的软硬件结盟,那么很多问题都可以迎刃而解,而这个过程的首要就是打造出有生态优势的 *** 作系统,而未来的物联网就是一个难得的机会。

内容来源于网络!

长期以来,先进的科学技术一直被西方所主导,5G时代的来临,中国电信巨头华为则占据了主导地位,美国担心我国在5G领域的超越性发展会让美国相关技术落后,为此,美开始利用一系列的非正义化、非市场化的手段禁止华为与含美国技术的企业进行业务来往,同时利用自身半导体的优势在芯片行业卡我们的脖子。

除了限制光刻机、光刻材料的出口外,在芯片上游产业链中,美国释放出来的信号,也对我国半导体行业的发展极为不利。此前,美国芯片企业英伟达宣布,以400亿美元对软银的ARM进行收购,英伟达和软银表示,这笔交易将重塑全球半导体格局。但是对其他芯片企业来说,却被评为“芯片行业的一场灾难”!为什么要这样说呢?

在芯片行业,全球90%的智能手机处理器和其他移动终端所用到的芯片都是采用了ARM公司提供的芯片设计方案,而ARM只负责提供版权和收取版权税,外加上ARM归属于日本的软银,这也让ARM在激烈的 科技 竞争中保持了一定的中立性。

前段时间欧盟28国紧急宣布,针对英伟达收购ARM的交易展开了调查,希望能阻止英伟达对ARM的收购,从而为欧盟的芯片产业提供安全保障。

近日,美国高通、谷歌母公司alphabet、微软这三大巨头也正式发声,表示反对这场收购案,同时这三大巨头已经向中国市场监管总局、美国联邦贸易委员会、欧盟委员会和英国市场管理局表达了对这场收购案的担忧, 试图阻止英伟达对ARM的这场收购案。

要知道,多年来ARM与全球500多家被许可人以平等的方式进行交易,如果ARM被美国芯片巨头英伟达收购,那么ARM将接受美国法规的约束,很可能将会失去原有的“中立性”,华为的亲身经历已近告诉了我们答案;另一方面,英伟达也是芯片设计企业,并不是没有可能通过“非正义化”的手段形成“不公平竞争行为”,高通、微软、alphabet此举,对于全球芯片行业来说,确实是一个好消息。

我国又怎么看待这件事呢?此外对这种情况,我国计算机专家倪光南早已发出了警告:应该使用我们的否决权,阻止ARM与美国芯片企业英伟达的这场交易。

ARM被成功收购,将会是最坏的结果,难道我们只是在“佛系”地等着这场交易被终止吗?当然不是,不管是ARM还是英伟达,都是西方 科技 企业,想要解决芯片上游产业链被垄断的问题,唯有提升自己的实力。

而在芯片架构方面,除了ARM还有开源架构RISC-V,与ARM不同,RISC-V存在着许多优势,比如不需要进行授权,拿过来就能直接修改使用;开发成本低;支持模块链化,扩展性强。也是因为RISC-V架构的这些特点,基于该架构的芯片将成为物联网时代的“新宠”。

而在RISC-V领域,阿里巴巴旗下的平头特已经研发出了玄铁910,并且已经能成功并流畅地运行安卓10系统,这也是业内最先进的RISC-V芯片,与目前ARM最新的A78架构虽然存在一定的差距,但相信在国人的辛勤努力下,实现自主、可控的芯片技术,确实是一件大概率事件。

关于此事,大家怎么看?


ARM在2014年的Computex宣布将于台湾新竹设立针对嵌入式平台的Cortex-MCPU架构设计中心,今天则首度举办开幕典礼;此次于新竹设立CPU设计中心意义相当重大,因为这是ARM首度在亚洲成立设计中心,负责的项目也肩负潜力前瞻领域如物联网、工业控制、车载等热门的Cortex-M架构。

ARM全球执行副总裁暨大中华区总裁吴雄昂(照片左二)表示,ARM一直以来秉持与伙伴进行开放式创新,借由授权ARM的架构,合作伙伴皆可借此打造自己的生态圈;而台湾新竹又是位于亚洲的科技重镇,同时也为两岸多家晶片技术厂生产关键元件;ARM看准物联网需要借由开放式创新的方式进行革新,以过去的封闭思维是无法满足物联网的需求,希望借由新竹CPU设计中心的成立,能够让亚洲的伙伴甚至全世界都能借由Cortex-M架构创造全新的物联网应用。

ARM处理器事业部总经理JamesMcNiven(照片右)认为新竹CPU设计中心有三个重点,就是创新、创新、再创新;ARM看好嵌入式市场由于像是传统工控、医疗、自动化生产等领域以及如物联网、能源管理、智慧车、机器人等,将会有相当大的成长,ARM原本在新竹就设有包括MaliGPU以及PhysicalDesignImplementation团队,而再多了CPU设计中心后再添其重要性,新竹设计中心也以开发出次世代的Cortex-M架构为目标,希望能为物联网时代带来更多创新与机会。

ARM新竹办公室目前共有43位研发人员,既有的团队之一是亚太区MaliGPU协助团队,他们负责帮忙客户导入ARM的MaliGPU,并针对其应用领域、效能需求与功耗环境、晶片面积等要素,帮助客户选择以及调整架构,目前Mali最大的市场在机上盒与智慧电视,约占75%,而手机与平板也都还有持续的成长。不过目前Mali的应用仍偏向消费级,还未有伺服器级的应用。

另一个相当重要的团队则是PhysicalDesignImplementation,虽然这个团队成员较少,不过他们的首要工作却是相当吃重的,他们主要负责处理器打样、试产到可量产阶段的所有沟通与导入,现在所看到的多款新架构处理器皆是在几年前就开始投入试生产;以接下来所看到的16nm制程ARM晶片,早在3年前就开始与晶圆厂进行最新制程技术的试生产验证与导入,约两年前完成初步的可靠性程序并通知晶片合作伙伴可开始着手投产,最终才于今年底到明年初陆续看到终端晶片。

至于新竹CPU设计中心团队目前约有15人的编制,预期在今年底能扩充到20位研发人员,并希望在明年能扩编为40位开发人员,而他们的任务就是以接下来嵌入式应用的多元需求,着手研发新一代的Cortex-M架构。

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随着智慧装置、云端服务与物联网技术一路发展、成长,在不知不觉当中,人类的生活已经与海量数据深度结合,人类在各种不经意的情况下,将自己的各种资料主动提供到自己的行动装置内,在透过网际网路传递到网路汪洋之中;这些数据当中,有些是不具任何意义的,但有越来越多个人的重要资讯也在不知不觉中提供给自己最紧密的行动装置。

无论是无关紧要的数据,或是个人或是企业的私密资讯,当这些数据量日益庞大,数据能产生的价值越来越多,就免不了有心人士想从中窃取资料或是骇入系统,无论是从中牟利、或是只为了证明自己骇客手段高超,资料攻击与窃取的高科技犯罪会日益严重,除了服务商本身要设法维持它们服务的资料安全,从硬体着手亦是保护各种资料安全的手段。

做为跨足行动运算、伺服器与物联网领域,并提供多家公司相关智慧财产解决方案的 Arm ,也早就未雨绸缪,从方案架构中着手,为旗下统称 A 、 R 、 M 的三大处理器架构 Cortex-A 应用处理器、 Cortex-R 即时处理器与 Cortex-M 嵌入式处理器提供完整的解决方案,尤其在软体银行集团总裁孙正义的物联网战略下, Arm 更将安全防护触角触及到数据安全加密领域。

或许谈到这里,不少人会认为,我只是一个一般市井小民,也非家财万贯,窃取我的个人资料真的有那么严重吗?这里不彷以人的一天活动,看看若暴露在防护不周全的环境下,将可能产生甚么影响个人的危机吧?

AM 7:30

一早的开始,不免就是准备出门上班,现在不少家庭开始使用电子门锁,电子门锁以无线射频晶片搭配基于 Cortex-M 的安全管理晶片构成,让使用者直接透过手机的无线技术与门锁搭配作为门禁管制,看似便利的技术却潜藏着危机;万一有心人透过暴力破解,或是利用手段干扰讯号从中拦截密码,那窃贼就能够透过他的手机宛若入无人之境般的闯进你家。

AM 8:30

开车通勤是许多上班族的日常,随着车辆高度电子化的同时,许多的车辆系统已经不再使用类比方式控制,撇开与安全无关的娱乐系统,像是引擎管理、煞车等,利用先进的 Cortex-M 与 Cortex-R ,能够进行精密的燃油管理与反应驾驶需求的煞车,只不过这套复杂的电子系统万一被入侵,那可是相当不得了的,试想车子无端的加速,或是直接在时速破百的高速公路上被紧急煞车,那会有多危险啊!

AM 10:30

  现在不少企业响应 BYOD 、也就是让员工使用自身的设备上班使用,但企业也顾及自身的资产,纷纷导入云端平台或是自建云系统作为管理各类资讯的系统平台,避免把重要资料全部存放在员工的装置,作为维护资料安全的一环;除了员工自己所拥有的行动装置采用 Cortex-A 处理器以外,现在不少资料伺服器看到 Arm 架构在储存管理的d性与节能特色,亦纷纷使用基于 Cortex-A 的应用处理器作为储存管理,当然不用说,这些资料对于公司是相当重要的,一旦被攻击窃取,对企业的损害就相当严重,而 TrustZone 技术就成了保护企业重要的资料与个人身分认证的最后一道防线。

PM 13:30

中午时刻也是午餐的时刻,利用手机进行行动支付更是当前的热门议题,透过与平台的认证加密,手机就可化身与xyk相同效力的电子钱包,用来买午餐不需要担心拿出钞票找回一堆零钱,或是带的钱不够的困境;但这也意味着万一电子系统的安全加密系统被破解,别人就可用你的户头购物,这也是电子支付在便利之余潜藏的危机。

PM 17:30

准备要下班了,回到家以前为了身体健康,不少人都会去慢跑或是健身,而且不少人想知道自己更精确的运动纪录,就会使用运动穿戴装置纪录资讯,而透过资讯分析可得知一个人的运动量、运动时间、身体健康情况等等,如果这些个人资讯被它人掌握,那就可能成为大量医疗相关的垃圾广告推销目标。

PM 19:30

上了一整天的班回家,利用物联网技术打造的自动化家居相当的方便,当一打开门,家中的照明、空调就会自动开启,甚至也可远端控制家中的烹饪家电,在回家前设定预定到家时间,回到家就有热腾腾的食物;不过一旦系统被入侵,窃贼可知晓住户的生活习惯,选择他们不在的时间入侵,或是从远端控制警报系统并使其失效。

以上的情境并非危言耸听,而是在人类拥抱技术的同时,但又缺乏完整防护的情况之下真正可能发生的情况,不过 Arm 早就考虑到这些可能的情况,准备了一系列与安全相关的技术,有些早已在旗下产品中开始导入,亦有些因应新趋势的技术。

针对 Cortex-A 的 TrustZone

Arm 的 TrustZone 技术行之有年,自 Arm v6 架构就开始导入,是一项基于硬体架构的安全防护机制,在 Cortex-A 的晶片中加入独立的安全核心,此独立的安全核心透过虚拟化技术切割一般资料与高度隐私资料,作为重要资料的专属存取空间,例如现在智慧手机中的各项安全认证资料,以及电子支付用的个人安全认证资讯等,就会存放在高度安全的虚拟核心中,且 TrustZone 的运作完全独立于应用处理器之外,即便侵入应用处理器系统层,也无法直接窃取存于 TrstZone 的资料。 TrustZone 不仅作为 Arm Cortex-A 架构的首选,其高度安全性以及可信赖,也获得 AMD 的青睐,并于旗下的处理器产品导入 TrustZone 安全技术。

针对 Cortex-R 的 Hypervisor

Cortex-R 即时处理器的特性与 Arm 另外两大类处理器相当不同,通常会用于管理极度需要低延迟的应用,过往常用于像是高精密度的马达管理如硬碟、机械手臂,而在车辆高度电子化的同时,则用于电子煞车、车辆的转速与时速表资讯监控,或是新一代电动车的马达驱动控制、油电混合车的系统管控等。在这些架构中,除了被攻击以外,还有系统失效的问题,故针对汽车电子、医疗需求所推出的 Cortex-R52 高性能处理器架构导入 Hypervisor 的虚拟机器监视器技术,借由精确可靠的软体区隔,监控程式执行以及资源分派,提供油硬体强制将软体程式分隔,确保与安全相关的程式码能完全独立。

针对 Cortex-M 的 TrustZone

由于 Cortex-M 广泛的被应用在各类自动化与物联网,在未来各类物联网装置将具备更多重要资讯的同时,也须为 Cortex-M 架构的提供更多的安全防护; Arm 在新一代的 Cortex-M23 与 Cortex-M33 开始导入针对 Cortex-M 的 TrustZone ,通称为 TrustZone M ,与针对 Cortex-A 的 TrustZone 在理念上都是透过独立的虚拟化安全核心区块存放高度隐私资料,不过 TrustZone M 与 TrustZone 的差别则在于实现此安全核心方式, TrustZone 采用软体搭配硬体方式而非纯硬体架构,但同样可为守护使用者的个人资料带来同等的安全防护。

针对利用物理性攻击的 Crypto cell 数据加密技术

就如同前述,当资料数据越来越有价值,除了软体层的攻击手段,过去被视为效率低、不具效益的物理入侵方式如透过电磁波干扰、加热等方式让晶片讯号产生异常、再由示波器分析讯号特性的攻击方式就有可能发生,Arm 也担忧当各类装置彼此相互连接之后,使先前的物理攻击担忧变成可能,将导入针对此种攻击方式的新技术,也就是透过数据加密的方式;利用 Arm 的 Crypto cell 技术,可支援对称是与非对称式的乱数产生器,将内部传输的重要资料再次进行加密,即便透过物理方式撷取到资料数据,也只会得到无法解密的乱码,作为抵御物理攻击的防御手段。

Arm 结合全面安全防护方案,让人类可享受便利的联网生活并高枕无忧

Arm 不仅是扮演驱动行动运算、云服务与物联网的技术推手,且在安全防护也未雨绸缪,就是为了让人类在享受科技带来的便利性之余,也能够高枕无忧。利用针对 Cortex-A 、 Cortex-R 与 Cortex-M 的 TruztZone 与 Hypervisor 软体层防护技术,以及针对物理方式入侵的 数据加密,保护个人与企业重要资讯不受骇客的威胁。

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RISC-V正在成为硅谷、中国乃至全球IC设计圈的热门话题,有人将之比作“半导体行业的Linux”。作为嵌入式生态和移动端芯片的武林盟主,ARM公司自1990年成立以来,一直保持低调。然而最近,ARM因为与RISC-V的纠纷让这家IP巨头成为焦点。

昨天凌晨,全球最大芯片架构(IP)供应商Arm在美国加州圣荷塞举办的一年一度的最大技术年会 Arm TechCon大会宣布推出一项全新的功能Arm Custom instructions,允许客户在特定的CPU内核引入自定义指令功能,从而让客户能够编写自己的定制指令来加速特定的用例、嵌入式和物联网应用程序。

此举一出,Arm无疑增强了芯片合作伙伴的灵活性和差异化,以支持机器学习、人工智能、自驾车、5G 与物联网等全新边缘运算的机会,让其在与完全开放的精简指令集架构RISC-V的竞争中把握主动权,在自己未来5年重回上市的道路上注入了强心剂。在很多读者看来,这是Arm在Risc-V的攻势下做得又一个应对。

RISC-V这个2010年由伯克利研究团队基于自身科研项目而设计的一款CPU全新指令集架构,真的有那么可怕吗?
RISC-V架构的设计哲学就是“大道至简”,在IC繁杂的设计工作中,越简单的设计往往是越可靠的,RISC-V架构就是力图通过架构的定义使得硬件的实现足够简单。其特点在于精简、开源开放、模块化及可定制扩展,RISC-V也成为至今为止最具备革命性意义的开放处理器架构。

不得不说,RISC-V已成为当下最受关注的指令集,不止在全球,尤其是中国更是掀起了热潮。具体表现在联盟的成立、国家政策的支持、企业的布局等等。从目前的情况来看,中国可谓是扛起了RISC-V架构的大旗。

目前国内的平头哥、兆易创新、华米、乐鑫、芯来、格兰仕等众多厂商都有推出基于RISC-V架构的芯片,此外华为也在积极的研发基于RISC-V架构的芯片。

不过,需要指出的是,虽然RISC-V来势汹汹,但是其在高性能这块与Arm的Cortex-A系列内核仍有较大差距,其优势更多还是在于免费、低功耗、易扩展等,这也使得目前RISC-V的应用生态主要集中在物联网领域。对于Arm的威胁也主要是在物联网市场。

早在2017年6月20日,Arm宣布其Cortex-M0/M3处理器内核免收授权费用,版权费也很低。在当时Cortex-M0/M3特别受业界欢迎的时候,Arm毅然放弃授权费,其目的就是要达到实现一万亿的出货量,吸引更多从事IoT的厂商采用Arm的这两个内核。

今年7月,Arm又宣布推出全新的灵活接入(Flexible Access)式IP授权方式——Arm Flexible Access。它允许芯片设计师在为最终的选择支付授权费之前,尝试不同的芯片设计。目的是让人们更容易买得起ARM IP,同时也可以使得客户根据需求评估更广泛的产品。

近日,Arm又发起另一波反击,据Arm中国官方微信报道,Arm首席执行官Simon Segars 在10月9日的Arm TechCon 2019大会中宣布推出Arm Custom Instructions(客制化指令),这是针对Armv8-M架构新增的功能。

2020年上半年开始,客制化指令初期将在Arm Cortex-M33 CPU上实施,并且不会对新的或既有授权厂商收取额外费用,同时让SoC设计人员在没有软件碎片化风险下,得以针对特定嵌入式与IoT应用加入自己的指令。

手机时代已去,物联网俨然已成新角斗场,摩尔定律衰落,以及对边缘计算性能的不断增长的需求,导致了对产品定制和专门化的需求。物联网高度碎片化的市场以及芯片低功耗的要求,RISC-V的搅局让Arm不得不调风转舵,以回击挑战。

准确的说,mbed OS是专门为物联网定制的一个 *** 作系统: 下面一段定义来自于ARM官网: 专为基于ARM Cortex-M处理器的设备所设计的免费 *** 作系统,将物联网所需的所有基础组件,包括安全, 通信传输与设备管理等功能,整合为一套完整软件,以协助开发低功耗,产品级的物联网设备并实现量产。 这套 *** 作系统将自2014年第四季度起作为初期开发工具提供给mbed合作伙伴,首批采用mbed *** 作系统的设备预计于2015年问世。 mbed官网是这样定义自己的: We are creating a modern full-stack operating system that is designed specifically for ARM Cortex®-M-based MCUs 这是一个为物联网打造的 *** 作系统,不要把它想做可以和Android或IOS相抗衡的 *** 作系统,ARM提供一大堆套件,不得不说这些套件都很好很强大。


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