Интернет магазин китайских планшетных компьютеров

Компьютеры - ARM (архитектура) - История

После достижения некоторых успехов с компьютером BBC Micro Acorn задумалась над переходом от относительно слабых процессоров MOS Technology 6502 к более производительным решениям и выходом на рынок бизнес-компьютеров с той же платформой BBC Micro. Такие процессоры как Motorola 68000 и 32016 National Semiconductor были для этого непригодны, а 6502 был недостаточно мощным, чтобы поддерживать графический пользовательский интерфейс.

Компании была нужна совершенно новая архитектура после того, как она протестировала все доступные ей процессоры и сочла их неэффективными. Acorn серьезно настроился на разработку собственного процессора, и их инженеры начали изучать документацию проекта RISC разработанного в университете Беркли. Они подумали, что раз уж группе студентов удалось создать вполне конкурентоспособный процессор, то их инженерам это будет раз плюнуть. Поездка в Western Design Center в Фениксе показала инженерам Стиву Ферберу и Софи Уилсон, что им не потребуются невероятные количества ресурсов для осуществления этого плана.

Уилсон приступила к разработке набора команд, создавая симулятор нового процессора на компьютере BBC micro. Это убедило инженеров ACORN, что они на верном пути. Но все же перед тем, как они пойдут дальше, им потребовалось бы больше ресурсов. Настало время для Уилсон подойти к директору Acorn Герману Гаузеру и объяснить, в чем же дело. После того как он дал добро, собралась небольшая команда для реализации модели Уилсон на аппаратном уровне.

Acorn RISC Machine:ARM2

Официальный проект Acorn RISC Machine был начат в октябре 1983 года. VLSI Technology была выбрана в качестве поставщика кремниевых компонентов, так как она уже снабжала Acorn ROM и некоторыми нестандартными чипами. Разработку возглавили Уилсон и Фербер; основной их целью было достижение низкой латентности обработки прерывания, как у MOS Technology 6502. Архитектура доступа к памяти, взятая от 6502, позволила разработчикам достичь хорошей производительности без использования дорогостоящего в реализации модуля DMA. Первый процессор был произведен VLSI 26 апреля 1985 года — тогда он впервые заработал и был назван ARM1. Первые серийные процессоры под названием ARM2 стали доступны в следующем году.

Его первое применение было в качестве второго процессора в BBC Micro, где он был использован при разработке программного обеспечения для моделирования, чтобы завершить работу над вспомогательными микросхемами компьютера, а также ускорить работу программного обеспечения CAD, используемого при разработке ARM2. Уилсон оптимизировала набор инструкций ARM для исполнения BBC Basic. Изначальная цель компьютера, полностью построенного на базе ARM, была достигнута в 1987 году с выходом Acorn Archimedes.

Атмосфера вокруг проекта ARM была настолько секретна, что когда компания Olivetti вела переговоры о покупке контрольного пакета акций Acorn в 1985 году, они не стали рассказывать о развитии проекта до конца переговоров. В 1992 году Acorn еще раз выиграл премию королевы за ARM.

В ARM2 была 32-разрядная шина данных, 26-битное адресное пространство и 16 32-разрядных регистров. Программный код должен был лежать в первых 64 мегабайтах памяти, а программный счетчик был ограничен 26 битами, так как верхние 4 и нижние 2 бита 32-битного регистра служили флагами. ARM2 стал, возможно, самым простым из популярных 32-битных процессоров в мире, имея всего лишь 30000 транзисторов. Многое из этой простоты обусловлено отсутствием микрокода, и отсутствием кэша, как и в многих процессорах того времени. Эта простота привела к низким затратам энергии, в то время как ARM был гораздо более производителен, чем Intel 80286. У его преемника — процессора ARM3 — уже был кэш 4 кб, что еще больше увеличило производительность.

Apple, DEC, Intel:ARM6, StrongARM, XScale

В конце 1990-х Apple Computer и VLSI Technology начали работать с Acorn над новыми версиями ядра ARM. Работа была настолько важна, что Acorn преобразовала команду разработчиков в 1990 году в новую компанию под названием Advanced RISC Machines. По этой причине ARM иногда расшифровывают как Advanced RISC Machines вместо Acorn RISC Machine. Advanced RISC Machines стала ARM, когда ее родительская компания ARM Holdings вышла на Лондонскую фондовую биржу и NASDAQ в 1998 году.

Новая работа Apple-ARM в конечном итоге превратилась в ARM6, впервые выпущенный в 1992 году. Apple использовала основанный на базе ARM6 процессор ARM610 в качестве основы для своего продукта Apple Newton PDA. В 1994 году Acorn стала использовать ARM610 как главный процессор в своих компьютерах RISC PC. Компания DEC также купила лицензию на архитектуру ARM6 и начала производить StrongARM. На 233МГц этот процессор требовал всего 1 Вт мощности. Позднее Intel получил права на эту работу в результате судебного процесса. Intel воспользовалась возможностью дополнить их устаревшую линейку I960 процессором StrongARM. Intel позднее разработал свою версию ядра под торговой маркой XScale, которую они впоследствии продали компании Marvell.

Рост патентования

Ядро ARM сохранило все тот же размер после всех этих изменений. У ARM2 было 30,000 транзисторов, в то время как ARM6 дорос всего лишь до 35,000. Бизнесом компании ARM всегда была продажа лицензий на производство ядер и сопутствующих элементов полупроводниковым компаниям, которые создавали микропроцессоры и микроконтроллеры на их основе. Самым успешной версией ядра, продажи которого достигли сотен миллионов штук, был ARM7TDMI.

Под лицензией ARM к 2005 году было произведено около 1,6 миллиардов ядер. В 2005 году около миллиарда ядер ARM пошло на мобильные телефоны. По состоянию на январь 2008 года было произведено более 10 миллиардов ядер, а iSuppli прогнозирует, что к 2011 году будут производиться 5 миллиардов ядер ежегодно.

Современные смартфоны, КПК и другие портативные устройства используют в основном версию ядра ARMv5. Процессоры XScale и ARM926 сейчас более многочисленны в высокотехничных устройствах, чем, например, процессоры StrongARM и процессоры ARMv4 на базе ARM9TDMI и ARM7TDMI, но менее сложные приборы могут использовать старые версии с меньшей лицензионной стоимостью. Процессоры ARMv6 по своей производительности на голову выше, чем стандартные ARMv5. Cortex-A создан специально для смартфонов, которые раньше использовали ARM9 и ARM11. Cortex-R созданы для приложений, работающих в реальном времени, а Cortex-M — для микроконтроллеров.

В 2009 году некоторые производители представили нетбуки, работающие на процессорах с архитектурой ARM, которые станут прямыми конкурентами нетбуков на основе Intel Atom.