ARM的厚积薄发--浅谈RISC/ARM平台 Internet, 电子技术, 产品, 统计

我是MT

作者：研华Advantech RISC

近几年来，消费型市场的智能型手机、平版计算机等的RISC 产品浪潮一波接着一波，导致最近只要跟RISC有关联的公司都很火红，股价都很令人着目。

据统计，从1960年代开始电子技术和市场核心产品每十年都会有显著的交替。图中 (图表一) 所示的第一代的产品Main Frame 及Micro Computer部份。较资深的先进们应该都有恭逢其盛。近20年来，我们应该都有深刻感受到PC、Notebook, Internet 的成熟带给我们生活上工作上的改变。再者，近几年来随着无线信息传输技术的演进包含了Wi-Fi、 GPRS、 3G、 到4G、WiMAX、LTE  (Long Term Evolution)等的无线网络的建置，大大的强化了人与人、人与信息间的链接。科技的演进带来了生活便利。



图表1

近年来、很受市场欢迎的产品、智能型手机、平版计算机、电子书、WII都是我们日常生活中可以接触到的RISC产品。并且，随着RISC技术的演进，功能还愈来愈强大。RISC已经切入了我们的生活，并且更深一部的改变我们的生活模式。

那什么又是RISC呢?为什么它跟X86架构的产品会有如此不同的差异呢? RISC的全名是Reduced Instruction Set Computing 也就是精简指令集运算架构。在1970年左右，计算机世代开始了十多年后，工程师发现80%的计算机运算，仅只是利用了20%指令集来操作，剩余的80%指令集长时间处于闲置的状态，很浪费，这就形成了RISC计算机核心的概念起源。之后，有数种不同的RISC架构面市。

基本上RISC的计算机架构的特色是什么呢?由于指令被精减了，因而CPU架构大幅被减化，CHIP 的DIE SIZE也跟着大幅缩小。DIE SIZE一小，功耗也就减低，而且每片晶圆所能产出的芯片就会变多，制造成品也就相对便宜。也就形成了大家所普遍认知的RISC 产品有功耗较低，价格相对便宜等的优势。但，也因为了指令集被精减, 而让其某部份的功能也有了无法支持或效能减低。这也往使过往RISC产品较不适合运用在一般的通用运算核心平台上。

目前市场上主要有3个主要的RISC核心平台。分别是ARM、MIPS、PowerPC各有不同的擅长。PowerPC架构过往是由IBM、Motorola/Freescale 所倡导，架构比较相近于一般的PC。大家所熟知的Apple MAC 在G5之前就都是使用PowerPC 为其核心，效能也相当优异。第二MIPS，它的前身是Silicon Graphic，所以其产品擅长于图像处理，在Set Top Box、Digital Signage、Gaming Device都常见到以MIPS为核心的产品。ARM在大家的认知中，过往的效能是处于相对偏低的区块一直以来Focus 在低功耗的产品或I/O控制的产品应用。但近几年来亦有显著的成长，被广泛着应用在智能型手机、平板计算机，甚至未来会跨入PC、Server 等新的产业应用。

是什么样的因素让ARM站上这市场趋势的浪头呢？经评估后，我列出以下主要三点:

        1、核心效能倍数成长。

        2、持续优化低功耗的产品特色

        3、软件生态的持续健全

以ARM 架构核心的Roadmap来说 (图表二)，从最开始的ARM7、ARM9、ARM11到2008年开始有Cortex系列的产品面世。在随着Cortex产品依续的导入 Superscalar、Out of order、Multi-core等架构强化后，效能强化了数倍到十数倍不等。22222.jpg



图表2

再者，随着制程的演进，在强化效能的同时，仍然保持了极低功耗的特性。大家可以看到iPad2的效能大大的强化了,却能使用更轻薄的电池保持相同的使用时间。

软硬件生态的健全、更是整个RISC Solution的关键所在。我不确认ARM是否会感谢Google, 但我个人是感受到在Google 加入这个生态链后所引起的快速连锁反应。其中最大的变化之一莫过于Microsoft于今年初宣布未来的Windows产品将支持以ARM为核心架构的产品.。二个领导O.S. solution 提供者的加入已经改变了整体的生态炼结构，会渐渐改善过往RISC 产品常面临的软件整合及支持的问题。