ARM混战，国内研发进展及玩家详解
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2022-01-10 10:02
根据EETimes 分析师Colin Barnden的预测，Apple Car将搭载基于ARM架构的C1芯片，并支持眼球追踪等AI功能。新造车势力高通、Nvidia以及海思，以及传统汽车芯片供应商瑞萨、TI、NXP等，都是ARM在汽车领域的重要合作伙伴。
众多科技巨头的参与，共同拓展ARM在PC和数据中心的应用。目前谷歌、苹果、微软、三星、AMD都有制造ARM芯片的计划，几乎囊括了重量级的科技公司半壁江山。从业务范围来看，PC、数据中心是主要的应用方向。从软件生态来说，越来越多的应用开始支持ARM芯片，例如微软Office、金山Office、Photoshop等。
独特的商业模式确保中国生态的形成。ARM的版权授予模式给合作伙伴提供了有力的保障。我们看到ARM中国形成了自己的四大内核芯片“周易”、“星辰”、“山海”、“玲珑”，能够为中国的客户提供有力的支撑。2020年10月，吉利汽车宣布与ARM中国联合成立芯擎科技，计划生产车规级的芯片以及自动驾驶芯片。
基于ARM内核的处理器芯片的应用覆盖了汽车电子的方方面面， 包括车载信息娱乐、车身控制、动力系统、安全系统、舒适系统等。2020年ARM推出新的Cortex-A78AE，带来了更高性能的CPU内核，还首次采用了AE级GPU Mail-G78AE和ISP Mail-C71AE，与上一代Cortex-A78AE（2018年）相比，IPC提升30%，性能更高。
ARM于2021年3月份发布了Arm® Cortex®-R系列的最新产品Cortex-R52+，更好的支持汽车电子设计的电子化趋势。
根据ICVTank公布的数据显示，2019年全球智能座舱行业市场规模达364亿美元，2022年有望达到461亿美元；中国2019年中国智能座舱行业市场规模达441.1亿元，2022年有望达到739亿元。
2019年，Arm携手通用汽车、丰田、DENSO、博世、大陆集团、英伟达、恩智浦共同成立自动驾驶汽车计算联盟（AVCC），开拓ARM自动驾驶布局，目前已经发展到19名成员。
据Geekbench 跑分显示，搭载 M1 芯片、配备 8GB RAM 的 MacBook Air 单核得分为 1687，多核得分为 7433。与现有设备相比，MacBook Air 的 M1 芯片性能优于所有 iOS 设备。
根据彭博社的消息，苹果正在研发M1芯片的后续产品，新版MacBook Pro、新款iMac和新Mac Pro将会使用，最早将于明年推出。目前的M1芯片配备了8个GPU 核心，苹果正在测试16个GPU核和32个GPU核心的型号，将会用于计划在2021年晚些时候推出的高端台式电脑，以及计划在2022年推出的全新小尺寸Mac Pro。苹果还计划在2021年底或2022年开发128核的芯片。
苹果后续的M1X设计为12核、M2为16核，包括12颗高性能核心（大核）和4颗效率核心（小核），性能将是当前M1的四倍强，M1X则是M1的两倍强。
2020年11月，根据Twitter用户@Mauri QHD的报道，在苹果发布M1芯片之后，AMD已经在设计ARM的芯片原型，包含集成RAM和没有集成RAM的两个版本。
2020年12月，根据外媒Axios报道，谷歌正在研发基于ARM的移动处理器，命名为Whitechapel，它将应用在未来的Pixel智能手机和Chromebook笔记本。该芯片基于三星的5nm制程，包含八个ARM内核，并能提高Google Assistant应用的性能。
2020年12月，根据彭博报道，微软计划制造ARM芯片，用于Azure 云平台和Surface设备。目前微软旗下的云服务Azure和Surface大多主要使用基于x86架构的Intel芯片，不过微软已经在慢慢从英特尔转向其他公司，例如在其Surface Pro X设备中就尝试使用和高通合作生产的基于ARM的芯片SQ1。
2020年6月，据Silicon ANGLE报道，亚马逊云计算部门宣布第六代亚马逊弹性计算服务（EC2）现在开放服务，其中三种计算资源产品由公司自己研制的基于ARM架构的Graviton2处理器支持。和x86的同类产品相比，亚马逊使用自家ARM处理器的三款产品（通用M6g、计算优化C6g和内存优化R6g)的性价比高出40%。
2020年12月，ARM宣布将利用AWS为其云计算使用，包括将大部分电子设计自动化（EDA）工作负载迁移到云端。Arm正在利用基于AWS Graviton2的实例（由Arm Neoverse核心提供支持）将EDA工作负载迁移到AWS，在AWS上可以实现工作流时间以及吞吐量极大的改进，从而提升整体工作流程效率。
2020年3月，Ampere发布了Ampere Altra处理器，是首款80核的ARM服务器处理器，提供强大性能的同时拥有高能效。Ampere Altra处理器拥有80个核心，功耗为210 W，采用了台积电的7nm工艺，适用于数据分析、人工智能、数据库、存储、边缘计算、网络托管和云本地应用等用例。根据VentureBeat报道，Ampere认为该芯片比64核的AMD EPYC处理器和英特尔28核的高端Xeon“Cascade Lake”芯片速度更快。
2020年，众多合作伙伴和客户已经宣布对Ampere Altra的支持，正在提供样品，已开发平台或已构建解决方案。Oracle建立了一个基于Ampere Altra的平台并优化了其软件；NVIDIA宣布将GPU和DPU加速带入Arm生态系统，并与Ampere合作扩展了两个插槽的Ampere AltraMt。
Cortex-A78C支持多达8个大型CPU内核集群的更均质的多大内核计算。与Cortex-A78相比，八核配置可带来更多可扩展的多线程性能改进，还可以将L3高速缓存的内存增加到8MB，进一步提高性能。Cortex-A78C提供了有关数据和设备安全性的更新以确保设备上的数据保持安全。
NeoverseV1和Neoverse N2全新推出，Neoverse性能指标再度升级。NeoverseV1作为V系列的第一个平台，与N1相比，其单线程性能可提升超过50%，为高性能云、高性能计算与机器学习等市场带来庞大的应用潜力。Neoverse N2被定位为可提供更高性能计算的解决方案，用来满足横向扩展的性能需求，相比于N1单线程性能提升了40%。
2020年12月3日，ARM中国发布了首款多媒体产品线，命名为“玲珑”，同时推出了首款产品“玲珑”i3/i5 ISP处理器。玲珑ISP处理器可广泛适用于安防监控、AIoT及智能汽车等领域的视频、图像处理工作，满足不同场景的数据处理需求。该产品线是ARM中国继“周易”、“星辰”、“山海”之后的第四条自主IP产品线。
“周易”是一个开放通用的人工智能平台，拥有软件框架Tengine和人工智能处理单元(AIPU)，能够带来最高达0.256TOPS的运算能力。
“星辰”处理器是安谋中国CPU设计团队设计的一款嵌入式处理器，基于最新的Armv8-M架构，可用于微控制器或者集成片上系统等芯片类型。“星辰”处理器针对物联网设备的需求进行了优化，能够充分满足物联网设备在实时控制，数字信号处理，安全运行，极低功耗，极小面积等方面的需求。
“山海”是面向物联网设备的信息安全方案，通过一系列的固件和硬件组合，“山海”安全方案为物联网设备提供了全面而完整的安全防护，用户数据，算法和驱动程序等敏感信息都能得到完整的防护。
从移动端到PC端、服务器端再到汽车端、IoT端，ARM架构正在逐步走向一个庞大的生态系统。预计到2035年，将有超过1万亿台智能电子设备实现互联，从各种传感器、门禁卡、手机、家电、汽车，到工业机械、通信基站、数据中心、云服务器，基于Arm架构的芯片无处不在。
在2020年12月29日飞腾的生态发布会上，飞腾发布了全新一代基于ARM的腾锐D2000，性能大幅跃升。腾锐D2000 集成了 8 个飞腾自主研发的高性能处理器内核 FTC663，兼容 64 位 ARMv8 指令集，主频 2.3~2.6GHz，TDP 功耗 25W，支持飞腾自主定义的处理器安全架构标准 PSPA 1.0，满足更复杂应用场景下对性能和安全可信的需求。
在2020年7月，飞腾发布了腾云S2500处理器，最多64个FTC663架构的核心，提供128-512核心配置。在ARMv8指令集兼容的现有产品中，S2500在单核计算能力、单芯片并行性能、单芯片cache一致性规模、访存带宽等指标上都处于国际先进水平。S2500主要应用于高性能、高吞吐率服务器领域，如对处理能力和吞吐能力要求很高的行业大型业务主机、高性能服务器系统和大型互联网数据中心等。
2020年，基于飞腾CPU自主研发的、首套百分之百全国产化的100万千瓦级分散控制系统(DCS)华能“睿渥”，在华能玉环电厂成功投运，这标志着我国高参数、大容量发电领域核心控制设备实现完全自主可控，相关技术成果也进入大规模推广应用阶段，可从根本上消除电力网络安全的重大隐患。
华能“睿渥”DCS CPU采用了天津飞腾的FT-2000+/64、FT-2000/4、FT-1500A/4。
2020年3月，腾讯宣布TARS微服务开发框架已成功移植至ArmCPU架构。TARS是一个成熟的高性能微服务开发框架，支持多种编程语言，如今已广泛应用于腾讯的在线社交、金融服务、边缘计算、汽车、游戏和安全等数百项核心业务中。
统信 UOS 推出 ISO 定制工具，支持 amd64、mips64、arm64 架构。这是专为厂商打造的镜像制作工具，用于满足厂商对硬件适配、产线安装等需求，既支持对程序和驱动 deb 包的二次定制，也支持对脚本的重新配置。统信 UOS 官网显示，运行 ISO 定制工具须同时满足以下几点：必须在统信 UOS 操作系统上运行；必须在 amd64、mips64、或 arm64 架构上运行。
2020年12月17日 “2020 ABC SUMMIT百度云智峰会”上，百度智能云ARM云总经理沈鹏飞分享了百度ARM云生态布局，重磅发布了主打“端云同构”的ARM私有云一体机与ARM私有容器云一体机。
在字节跳动的官网上，目前开放了大量的ARM相关职位，包括ARM服务器系统的性能和功耗优化，ARM服务器产品架构端到端设计和优化等，涉及到ARM的应用、建模、仿真、系统分析等诸多环节。这是在继苹果、三星、微软、谷歌等巨头之后中国互联网巨头进入ARM行业，产业趋势进一步得到加强。
ARM的体系结构与编程.pdf
ARM架构参考手册.pdf
ARM架构参考手册ARM V9.pdf
CPU之战：ARM vs Intel.pdf
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