姓名：吕烜威 学号：20021210973 学院：电子工程学院
转载自：处理器简史：半导体巅峰，纵横四十年--(3) ARM发展史
【嵌牛导读】CPU，是IT行业的制高点，既是各大IT公司角力的主战场，背后还是各国政府科技竞赛的竞技场，40年江湖，你方唱罢我登场，好不热闹。在进入CPU时代前的史前时代, 是计算机从发明到大发展的计算机时代, 包含机械计算机、电动计算机、电子管计算机、晶体管计算机、集成电路计算机等几个次世代, 这是一个属于IBM的光辉时代, 也标志着人类进入电脑逐步解放人脑的智能时代。
【嵌牛鼻子】处理器 ARM 计算机 X86
【嵌牛提问】ARM的优势在哪里呢
【嵌牛正文】ARM的发展
序言：随着孙正义320亿美元收购ARM，ARM的知名度达到巅峰，妇孺皆知。其实ARM是一个历史悠久的公司了，跟苹果一样历史悠久，其实ARM就是号称英国的苹果Acorn与美国苹果一起创立的。也许，这是英国仅存的IT硕果了。
【ARM简介】
ARM ：Advanced RISC Machines（最初命名为Acorn RISC Machine）简称ARM。对ARM可以有三种理解：1）ARM公司：Advanced RISC Machines Limited；2）ARM处理器架构；3）一种技术——ARM技术。
ARM 公司是全球领先的半导体知识产权 (IP) 提供商，并因此在数字电子产品的开发中处于核心地位。 ARM 公司的总部位于英国剑桥，它拥有 1700 多名员工，在全球设立了多个办事处，其中包括比利时、法国、印度、瑞典和美国的设计中心。
ARM 的商业模式主要涉及 IP 的设计和许可，而非生产和销售实际的半导体芯片。 ARM向合作伙伴网络（包括世界领先的半导体公司和系统公司）授予 IP 许可证。这些合作伙伴可利用ARM 的 IP 设计创造和生产片上系统设计，但需要向 ARM 支付原始 IP 的许可费用并为每块生产的芯片或芯片交纳版税。除了处理器 IP 外，ARM还提供了一系列工具、物理和系统 IP 来优化片上系统设计。这样每个厂商得到的都是一套独一无二的ARM相关技术及服务。利用这种合伙关系，ARM很快成为许多全球性RISC标准的缔造者。截至2010年第三季度，ARM已经有超过200的 partners ，超过700 licenses，销售超过20Billion（200亿）个基于ARM的芯片。在2005年，全年出售的超过10亿个mobile phone中的大约98% 使用了至少一款ARM处理器；到2009年ARM处理器占有了32位嵌入式RISC微处理器消费电子中的约90%的市场，涉及的产品包括PDA、移动电话、数字媒体和音乐播放器、手持游戏控制器、计算器和电脑外设等。
【ARM发展历史】
ARM公司的前身——Acorn Computer公司由Andy Hopper和另外两位创始人Hermann Hauser、Chris Curry于1978年联合创办，被人称作“英国的苹果电脑公司”。在1978年3月，Hauser和Sinclair公司的工程师Chris Curry一起，创办了CPU公司（Cambridge Processing Unit)。在当年12月，2人和Andy Hopper一起创立了Acorn公司。Andy Hopper现在是剑桥大学的教授，计算机研究所的所长。CPU公司变成了一个开发和控股公司。而Acorn公司不久后就开始贩卖家用电脑Atom（这个名字居然和现在英特尔推出的、用于和ARM竞争的凌动CPU的名字相同！）。这比苹果电脑也晚不了一点，比IBM的PC要早。因为这个原因，1982年，跟大名鼎鼎的英国广播公司BBC合作，贩卖教育用的计算机BBC Micro,并大大的出了名。这样，1983年，Acorn公司取得了盈利860万英镑的好成绩，Hauser和Curry将CPU公司卖掉了，分别得到了6400万英镑和5100万英镑。这个BBC Micro在1984年得到了女王技术奖。在这之前的1983年，美国的苹果公司，使用摩托罗拉公司的16位CPU68000，开发了Lisa计算机。这时，已经发展到400多人的Acorn公司，认为将来需要性能更好的处理器，于是，决定开发当时不被看好的RISC结构的处理器。这也是因为，一个资源不丰富，由门外汉组成的创业公司，没有能力开发CISC结构的处理器，而不得不选择开发晶体管数较少的RISC处理器。
实际的情形是，Acorn Computer公司在BBC Micro computer上取得了一定程度的成功，在此之后他们思考如何将相对简单的MOS Technology 6502处理器转移到类似于1981年投产的IBM PC商业市场。当时的ABC（Acorn Business Computer）公司计划在BBC Micro平台上大量使用第二款处理器，但是当时的Motorola 68000和National Semiconductor 32016并不适合，而6502在图形用户接口方面性能不够强大。
很显然，Acorn需要一种新架构，他们认为既然一帮刚从大学毕业的大学生都能设计出有竞争力的32位处理器，Acorn自己更没问题！于是，Acorn的工程师Steve Furber和Sophie Wilson在美国Phoenix的Western Design Center改进了6502，他们没有花费太多的研发资源。Wilson设计了指令集并在BBC Micro上成功运行了这个被称作第二款6502处理器的模拟器。之后，Wilson得到了Acorn的CEO—Hermann Hauser的支持，组建了一个团队完成Wilson设计的硬件实现。
1983年10月，官方的Acorn RISC Machine项目正式启动，半导体合作方VLSI Technology, Inc提供ROM和样片，Furber和Wilson主要负责设计，他们的目标是设计一款低I/O延迟类似于6502的处理器。
1985年4月26日，Acorn Computer Group 开发出全球第一款商业 RISC 处理器——第一个ARM原型（ARM1）在英国剑桥的Acorn计算机有限公司诞生，由美国加州SanJoseVLSI技术公司制造（VLSI Technology 成为投资商和第一个授权使用方）。
第二年，改良版的ARM2也出来了。这是集成了3万个晶体管的32位数据线的工作时钟8兆的，当时极为先进的处理器。由美国的VLSI公司制造。当时使用了最先进的3微米的制程。
这个ARM2被使用在了Acorn公司的计算机BBC Archimedes 305上。当时，IBM的PC已经占据了市场的主流，而BBC Archimedes是采用一个非主流的Archimedes操作系统，因此，除了作为BBC Micro的后继机卖给广播局和学校外，在英国以外的其他市场，几乎卖不动。
尽管形势不妙，Acorn公司还是开发了带缓存的工作时钟为25M的ARM3。在1990年，这个处理器使用在了他们自己公司的台式机Acorn Archimedes 540/1上，也没有取得什么成功。
在1990年，Acorn拆分出ARM作为一家独立的公司（Advanced RISC Machines Limited），而苹果公司则出资300万美元买下了其中30%的股份（在随后若干年里，它逐渐抛售了这些股份）。1991年，ARM 推出第一款嵌入式 RISC 核心，即 ARM6 解决方案。苹果电脑使用ARM6架构的ARM 610来作为他们Apple Newton PDA的基础。在1994年，Acorn使用ARM 610作为他们RISC PC电脑内的CPU。
1993年ARM 推出ARM7 核心；
1995年，Digital Semiconductor 推出第一款StrongARM核心；
1996年，ARM 和 VLSI Technology 推出了ARM810微处理器；
1997年，ARM发布ARM9TDMI 系列；
1998年，ARM 开发了可合成的 ARM7TDMI 核心版本；
1999年，ARM 发布可合成的ARM9E处理器，提高了信号的处理能力；
2000年，ARM 发布SecurCore智能卡系列；
2001年，ARM 发布ARMv6微体系结构；
2002年，ARM 发布ARM11微体系结构；
2004年，ARM 发布基于 ARMv7 体系结构的 Cortex 处理器系列。同时发布作为新型处理器系列中首款的ARMCortex-M3；发布第一款集成多处理器，即 MPCore 多处理器；
2005年，ARM 发布Cortex-A8处理器；
2007年，发布了ARMCortex-M1处理器，它是第一款专为 FPGA 中的实现设计的 ARM 处理器；ARM 推出Cortex-A9处理器以实现可扩展性能和低功耗设计；ARM 推出针对智能卡应用的SecurCore SC300处理器；
2009年，RM 宣布实现具有 2GHz 频率的Cortex-A9双核处理器；ARM 推出体积最小、功耗最低和能效最高的处理器Cortex-M0；
2010年，ARM正式宣布推出Cortex-A15 MPCore处理器，相比当前的高级智能手机处理器，可在同等功耗水平上带来5倍的性能提升。Cortex-A15处理器基于ARMv7-A Cortex微架构，单个处理器集群内拥有1-4个SMP处理核心，彼此通过AMBA 4技术互联，能够在不断下降的功耗、散热和成本预算基础上提供高度可扩展性解决方案，广泛适用于下一代智能手机、平板机、大屏幕移动计算设备、高端数字家庭娱乐终端、无线基站、企业基础架构产品等等。
关于StrongARM 和XScale ——ARM推出嵌入式核心之后，DEC公司获得许可并在ARM6架构上开发出增强版的StrongARM 处理器（233MHz主频，仅1W功耗），后来DEC公司被康柏所合并，而StrongARM核心则被Intel买走，属于该体系的SA1110处理器被长时间用于Pocket PC中（PDA中的一种，采用Windows CE操作系统）。Intel在接手之后对其进行改进，并在2002年2月份正式推出基于StrongARM的下一代架构—XScale。从2006年开始，英特尔公司便开始逐渐清理通信芯片业务。当时，英特尔公司把手机芯片业务以6亿美元的价格转让给了Marvell公司。
ARM在终端消费领域是一枝独秀的，无人能撼动其霸主地位，想必Intel为当年卖掉其Xscale而悔恨终身吧，2014年Intel倒贴70亿美金补贴芯片厂家助力Intel进军消费市场，赔本赚吆喝。ARM已不满足低端的消费市场，一颗红心携ARM64进军Intel的核心领域---DC市场，随着ARM64这把火一点燃，各厂家纷纷在ARM64这块领域上掘金，其中不乏一脚两船的 Broadcom和Cavium，Broadcom和Cavium是最大的MIPS处理器供应商，但都在ARM64这块竞技场发力，2014年Qualcomm也宣布进军ARM64服务器市场，好热闹！尽管ARM在消费领域的Ecosystem是成熟的，但在服务器领域其Ecosystem还欠完善，相信随着众多有实力厂家的参与，Ecosystem会逐步标准化及成熟起来，到时，高端处理器领域会有更多的可选择方案。