ARM架构

ARM（小写形式为 arm，以前是 Advanced RISC Machines 的首字母缩写词，最初是 Acorn RISC Machine）是一个用于计算机处理器的精简指令集计算机 (RISC) 指令集体系结构家族，针对各种环境进行配置。 Arm Ltd. 开发架构并将其许可给其他公司，这些公司设计自己的产品来实现其中一种或多种架构，包括片上系统 (SoC) 和模块上系统 (SOM) 设计，它们包含不同的组件，例如 内存、接口和无线电。 它还设计了实现这些指令集架构的内核，并将这些设计授权给许多公司，这些公司将这些内核设计整合到他们自己的产品中。

ARM 设计已经有好几代了。 最初的 ARM1 使用 32 位内部结构，但有一个 26 位地址空间，将其限制为 64 MB 的主内存。 在具有 32 位地址空间的 ARMv3 系列中取消了此限制，并且直到 ARMv7 的几代产品仍然是 32 位的。 2011 年发布的 ARMv8-A 架构通过其新的 32 位固定长度指令集增加了对 64 位地址空间和 64 位算法的支持。 Arm Ltd. 还发布了一系列针对不同规则的附加指令集； Thumb 扩展添加了 32 位和 16 位指令以提高代码密度，而 Jazelle 添加了直接处理 Java 字节码的指令。 最近的更改包括添加同步多线程 (SMT) 以提高性能或容错能力。

ARM 处理器成本低、功耗低且发热量低，因此非常适合轻型、便携式、电池供电的设备，包括智能手机、笔记本电脑和平板电脑以及其他嵌入式系统。 然而，ARM 处理器也用于台式机和服务器，包括 2020 年到 2022 年世界上最快的超级计算机（Fugaku）。ARM 芯片的生产量超过 2300 亿颗，截至 2022 年，ARM 是使用最广泛的指令集家族 体系结构 (ISA) 和 ISA 的产量xxx。 目前，广泛使用的 Cortex 内核、较旧的经典内核和专门的 SecurCore 内核变体可用于其中每一个以包含或排除可选功能。

Acorn Computers 的xxx个广泛成功的设计是 1981 年 12 月推出的 BBC Micro。这是一款相对传统的机器，基于 MOS Technology 6502 CPU，但由于使用了 更快的动态随机存取存储器 (DRAM)。 那个时代典型的 DRAM 运行速度约为 2 MHz； Acorn 与 Hitachi 达成协议，提供更快的 4 MHz 部件。

那个时代的机器通常在处理器和帧缓冲区之间共享内存，这使得处理器可以快速更新屏幕内容，而无需执行单独的输入/输出 (I/O)。 由于视频显示的时间非常严格，视频硬件必须优先访问该内存。 由于 6502 设计的一个怪癖，CPU 有一半的时间没有触及内存。 因此，通过以 1 MHz 的频率运行 CPU，视频系统可以在停机期间读取数据，占用 RAM 的总 2 MHz 带宽。 在 BBC Micro 中，使用 4 MHz RAM 允许使用相同的技术，但运行速度是原来的两倍。 这使它能够胜过市场上任何类似的机器。

使用最近推出的 Intel 8088 16 位 CPU 与 6502 的 8 位设计相比，它提供了更高的整体性能。 它的推出从根本上改变了台式电脑市场：在过去的五年中，主要是业余爱好和游戏市场开始转变为必备的商业工具，而早期的 8 位设计根本无法与之竞争。 甚至更新的 32 位设计也进入市场，例如 Motorola 68000 和 National Semiconductor NS32016。

Acorn 开始考虑如何在这个市场上竞争，并产生了一种新的纸质设计，命名为 Acorn 商用电脑。 他们为自己设定了生产性能是 BBC Micro 十倍但价格相同的机器的目标。 这将胜过 PC 并低于其价格。 与此同时，最近推出的 Apple Lisa 将图形用户界面 (GUI) 概念带给了更广泛的受众，并表明未来属于具有 GUI 的机器。 然而，Lisa 的售价为 9,995 美元，因为它配备了支持芯片、大量内存和硬盘驱动器，这些在当时都非常昂贵。