手机64位ARM处理器有什么用

全世界都知道苹果发布了64位处理器的手机，有人说它只是一个营销噱头，有人说它这是在长线布局，其实不然，下面我就为大家介绍一下手机64位ARM处理器有什么用处及重要性吧，欢迎大家参考和学习。

64位计算的历史相当丰富有趣。Cray等公司在70年代就已经开始在自己的系统当中使用64位寄存器，但真正纯粹的64位计算直到90年代才真正到来。首先是MIPS的R4000，然后是DEC的Alpha处理器。到90年代中期，英特尔和Sun都已经拥有64位设计。而对于消费者来说，真正的转折点是AMD在2003年发布了一款兼容英特尔32位x86处理器的64位PC处理器。

再向前快进10年，PC销量不断下滑，大部分智能手机和平板电脑都拥有了主频在1-2GHz之间的多核心处理器。但它们使用的都是32位架构，而非现代PC和服务器所使用的64位架构。到现在为止，这都是可以接受的。智能手机并不会去和PC拼性能，这些处理器需要足够节能，以实现续航的最大化。

但是，随着设备的发展和新技术——语音识别、3D游戏和高分辨率显示屏——逐渐普及，32位处理器的能力已经渐渐被推到了极限。

ARM看到了64位节能处理器的需求，并在正式发布ARMv8-A架构(首个包含64位指令集的ARM架构)之前就早早开始了新设计的开发，还从其他选择发展64位技术的芯片设计厂商那里学习到了经验和教训。ARM的新款64位架构具备对于旗下32位架构的全面兼容，这意味着如果处理器运行于64位系统，它就可以运行未修改的ARMv7 32位二进制文件。对于Android来说，这意味着一旦内核被移植到64位(多亏了Linaro，它们已经如此了)，系统的其余部分，从核心库到应用再到游戏，都是可以在32位或64位之间进行切换的。

去年，苹果凭借着iPhone5s的全新64位A7处理器震惊了整个移动领域。A7采用了苹果设计的ARMv8双核处理器，名为Cyclone。它使用了两个64KB L1缓存(供两个核心分别使用)，一个1MB L2缓存(被两个核心所分享)和一个4MB L3缓存(为整个SoC所用)。苹果拥有ARM架构授权，这意味着它可以从头开始设计自己的处理器，但前提是这些处理器必须是ARM兼容的。ARM拥有一套测试套件，用以检查这些处理器是否具备兼容性。

在未来几个月里，我们将会看到高通、联发科和三星纷纷推出自己的64位ARM处理器。再考虑到Android在64位化的努力，用不了多久我们就将看到运行于64位Android系统的64位设备了。但对于开发者和终端用户来说，64位处理器意味着什么呢?

每一部CPU的中心都是一套寄存器，他们都是用以存储数字和地址的内部存储插槽。当执行复杂任务时，这些插槽会被反复使用。如果所有的寄存器都处于占用状态，那么处理的唯一方式是将其中一个寄存器存储在内存当中，使用寄存器进行下一个任务，然后再从内存当中重新载入之前的值。对于人类来说，这一切都发生在一瞬间。但对于处理器来说，这实际上是一个非常耗时的顺序，并不十分效率。

32位ARMv7架构拥有15个通用的寄存器，每一个都有32位宽。而ARMv8架构拥有31个通用寄存器，每一个为64位宽。这就意味着优化代码使用内部寄存器的频率应该要比内存更高，同时也可以保留更大的数字和地址。结果就是，ARM的64位处理器在运行速度上会更快一些。

在能效上面，64位寄存器的使用并不会提升功耗。在某些情况下，64位核心执行部分任务的速度会更快一些，由于运行时间的减少，这也就会使其显得比32位核心更加节能。

寻址(Addressing)是64位处理器的另一个层面。在PC和服务器领域，32位的局限主要在可访问的内存上。如果你想要使用超过4GB的'内存，就需要使用64位处理器。因为可以使用大物理地址拓展(LPAE)，某些ARMv7处理器能够使用超过4GB内存，所以严格来讲，内存的限制并不是ARM处理器所遭遇的问题。由于LPAE的存在，Cortex-A15处理器能够处理1024GB内存，而64位的处理能力更是高达200万TB。因此在短时间内，任何一部智能手机都不需要完整的64位寻址。追求永远都不会被用到的寻址空间是毫无意义的，因此ARMv8架构采用了48位寻址，这已经是256TB了。

虽然没有什么程序或游戏会用到TB级别的内存，但在另一方面，这种寻址能力又非常重要。现代3D游戏通常都带有大量的资源，当拥有超过4GB的可访问空间时，这些资源能够被更加轻松地进行内存映射。这样一来，游戏的运行速度会得到提升，并让直接访问游戏多媒体资源成为可能。

　 　不只是智能手机和平板

ARM上64位计算的好处并不仅限于智能手机和平板电脑。ARM的生态系统很广阔，他们的处理器也被许多不同类型的设备所使用。服务器市场是ARM处理器影响力有限的一个领域。信息时代的发展让维持数据中心所消耗的能源持续快速增长，而任何能够降低能源使用的技术都是对于资金和自然资源的节省。除了节能之外，在服务器当中使用64位ARM芯片还有其他的好处。这些服务器都会被动散热，这意味着你可以将它们集中在一起，而无需担心会发生过热的情况。这样一来，用于散热上的花费也将有所降低。

至于服务器软件，Linux这样的操作系统已经是64位的了，其主线内核当中也已经加入了对于ARMv8的支持。这也就是说，制作运行于64位Linux、ARM处理器的服务器并不会很困难。

总结

多亏了ARM，64位的移动计算时代就要到来了。这些新的处理器不仅速度更快，还为移动平台开启了更多的可能性。

从32位向64位的迁移道路已经被铺就，无论是什么操作系统，开发者从32位进入64位都不会有任何意外。

在未来几个月里，ARM的合作伙伴都将推出Cortex-A53和Cortex-A57处理器。当中有的会采用双核或四核的标准配置，也有的会选择big.LITTLE配置。但有一点是肯定的，那就是这对于ARM和普通用户来说都是一个激动人心的时刻。

在苹果眼里，Windows台式机、MacBook市场一直在收缩，而iOS才是未来，iPhone和iPad不是后PC时代的过渡，而是要代替PC，它们正准备把iOS和相关设备推向一个真正的个人计算时代，这才是苹果最前卫的手机战略。

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，有了自己的操作系统就可以了。

有了自己的操作系统，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，操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操作系统，而未来的物联网就是一个难得的机会。

【图片内容来源于网络！】

其实处理器的性能以及功耗归根结底只看工艺和规模，指令集其实没啥关系。arm 的优势就是专注于低功耗的小核心，其授权方式构成生态圈（仅限硬件），硬件开发成本低选择多。但是啊arm没有服务器端的软件基础。

X86正相反，Intel不允许其他企业插手（除了amd，但amd 对做超低功耗x86不热心），但是软件方面却有完整的生态圈。

虽然现在软件多数能跨平台，但是与arm 良好匹配还需要时间证明。所以arm 的关键优势是可以摆脱intel 的垄断，可以实现芯片级的硬件定制。arm 的功耗还有性能功耗比优势什么的完全是唬人的。intel 完全做得到相当的功耗或者性能功耗比，而且它确实正在这个方向发力

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