袋鼠金融導讀|ARM 架構是什麼?您聽過ARM晶片嗎?本文將探討ARM架構的發展歷程,從其誕生之初的技術理念,到如今成為科技界不可或缺的關鍵力量,揭開ARM架構處理器成功的秘訣。同時,我們將分析ARM架構的核心特色,探討其高效能、低功耗、靈活性和擴展性,以及台灣的ARM概念股。此外,也提及聯發科搶攻AI PC市場的最新消息!若想了解CUDA、Vision Pro,也可點選相關文章!
目錄
一、 ARM 架構是什麼?
ARM架構(ARM Architecture / Advanced RISC Machine)是一種由英國公司ARM Holdings設計的精簡指令集計算(RISC)架構。ARM架構以其高效能、低功耗的特點而聞名,廣泛應用於各種嵌入式系統,如智慧型手機、平板電腦、物聯網裝置及超級計算機。這種架構的設計理念是通過簡化指令集來提高處理器的運行效率,從而在功耗和性能之間取得最佳平衡。
ARM架構處理器的優勢
ARM架構的主要優勢包括高效能和低功耗,使其成為移動裝置和嵌入式系統的首選。此外,ARM架構具有良好的擴展性和靈活性,能夠適應不同應用需求,從低功耗的物聯網裝置到高性能的超級計算機。ARM還提供了豐富的生態系統,支持廣泛的軟硬件開發工具和社區資源,進一步提升了開發效率和應用普及度。
X86、ARM、RISC-V 表格比較
X86、ARM和RISC-V是當今市場上三種主要的處理器架構。X86架構由Intel和AMD主導,多年來一直是個人電腦和伺服器領域的主流選擇。ARM架構則由ARM公司設計,以低功耗和高效能著稱,廣泛應用於行動裝置和嵌入式系統中。RISC-V是一個開放原始碼的指令集架構,由加州大學柏克萊分校的研究人員發起,旨在提供一個免費、開放和可定制的處理器架構。
隨著行動裝置和物聯網的蓬勃發展,ARM架構憑藉其出色的能效比和豐富的生態系統,在這些領域佔據了主導地位。近年來,ARM架構也開始進軍個人電腦和伺服器市場,與X86架構展開競爭。同時,RISC-V作為一個開放原始碼的架構,也吸引了越來越多的關注和支持。隨著技術的不斷發展和市場需求的變化,ARM架構有機會在未來成為市面上最受歡迎的處理器架構。
下表為X86、ARM和RISC-V這三種架構的比較:
特點 | X86 | ARM | RISC-V |
---|---|---|---|
指令集 | 複雜指令集計算(CISC) | 精簡指令集計算(RISC) | 精簡指令集計算(RISC) |
功耗 | 相對較高 | 相對較低 | 相對較低 |
性能 | 高性能,適合桌面和伺服器 | 高效能與低功耗,適合移動裝置 | 高效能與低功耗,適合各種應用 |
生態系統 | 成熟、廣泛支持 | 廣泛且多樣化 | 新興且快速發展 |
定制能力 | 限制較多 | 高度靈活 | 高度靈活 |
二、 ARM 架構的發展歷史
ARM架構自1980年代問世以來,經歷了數次重要的技術突破和市場擴展。
最早的ARM架構由Acorn電腦公司於1983年開發,用於支持其家用電腦。
1985年,首款ARM處理器ARM1誕生,雖然性能有限,但其低功耗設計理念已初現端倪。隨後,ARM2處理器於1987年面世,成為首款商業成功的ARM處理器,廣泛應用於Acorn Archimedes電腦中。
1990年,ARM Holdings公司成立,專注於ARM架構的設計和授權業務。此後,ARM通過與Apple、Nokia等科技巨頭的合作,迅速在移動裝置市場站穩腳跟。特別是1990年代末至2000年代初,隨著智能手機和平板電腦的普及,ARM架構憑藉其高效能和低功耗的特點,成為這些裝置的首選處理器架構。
進入21世紀,ARM架構不僅在消費電子領域取得巨大成功,還開始向數據中心和高性能計算領域拓展。2011年,ARM推出了64位元的ARMv8架構,進一步提升了性能和擴展性,使其能夠應對更高端的計算需求。隨著物聯網和人工智慧的興起,ARM架構也在這些新興領域展現出強大的應用潛力。
三、ARM架構特色
ARM 架構特色一:高效能與低功耗
ARM架構以高效能和低功耗著稱,這使其成為移動裝置和嵌入式系統的理想選擇。由於ARM採用精簡指令集計算(RISC)設計,處理器可以在更少的時鐘週期內完成指令執行,從而降低能耗。同時,ARM架構的設計高度模組化,允許製造商根據需求定制處理器功能,進一步提升了能效比。在智能手機、平板電腦和物聯網裝置中,ARM處理器因其高效能與低功耗的優勢,獲得了廣泛應用。
ARM 架構特色二:靈活性與擴展性
ARM架構具有高度的靈活性和擴展性,這使其能夠適應各種不同的應用需求。ARM處理器可以根據特定應用的需求進行定制,無論是低功耗的物聯網設備,還是高效能的伺服器,ARM架構都能提供合適的解決方案。此外,ARM架構支持多核心設計,能夠通過增加核心數量來提升計算能力,滿足高性能計算的需求。這種靈活的設計理念,使ARM架構在各種行業和應用領域中得到了廣泛的認可。
ARM 架構特色三:廣泛的生態系統
ARM架構擁有豐富且多樣化的生態系統,涵蓋軟體和硬體兩方面。眾多的開發工具、操作系統和應用程式都對ARM架構提供支持,這使得開發者可以更容易地開發和部署基於ARM的解決方案。此外,ARM的合作夥伴網絡遍及全球,包括各大半導體公司、設備製造商和軟體開發商,共同推動了ARM技術的普及和應用。這種強大的生態系統不僅促進了ARM架構的快速發展,也為使用者提供了更多的選擇和更高的價值。
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四、ARM 架構概念股
隨著ARM公司在美國股市上的成功上市,與其相關的概念股也受到市場高度關注。以下是一些在台灣具代表性的ARM架構概念股:
世芯-KY(3661):專注於特殊應用積體電路(ASIC)及系統單晶片(SoC)設計與製造。其產品主要應用於高解析度電視、通訊網絡設備、消費性電子產品等領域。
創意電子(3443):國內首家提供系統單晶片(SoC)設計代工服務的公司,並開發矽智慧財產(IP)。台積電為其最大股東,持股比例達34.84%。
M31 円星科技(6643):專注於高速傳輸IP矽智財設計及基礎矽智財的設計,是高速傳輸的矽智財廠商,主要應用於先進製程和高速傳輸領域。
力旺電子(3529):專注於邏輯嵌入式非揮發性記憶體矽智財的開發,全球市佔率第一。其技術廣泛應用於各種非揮發性記憶體元件與嵌入式記憶體的應用。
這些公司因與ARM架構的緊密合作,無論是在技術授權還是產品應用方面,都展示出強大的市場競爭力和發展潛力。隨著ARM架構在各領域的擴展,這些概念股也有望持續獲得市場的青睞!
五、 最新消息:聯發科搶攻ARM架構晶片
近期,聯發科(MediaTek)積極進軍ARM架構晶片市場,瞄準微軟的Windows作業系統。聯發科正在開發一款基於ARM架構的PC晶片,這款新晶片將支援微軟的Copilot+ PC計畫,這是一個針對生成式AI設計的新型PC平台,旨在提升AI應用的性能和用戶體驗,而此計劃在2025年底推出。這一舉措挑戰了目前市場上主要由高通(Qualcomm)主導的Windows on ARM(WOA)領域。
ARM晶片市場背景
目前,高通是微軟唯一認證的WOA裝置策略夥伴,其Snapdragon X Elite和X Plus處理器已經被採用在首批Copilot+ PC新機中。隨著高通與微軟的獨家協議即將於2025年到期,聯發科看到了一個重要的市場機會,計劃通過推出自己的ARM架構晶片來搶佔市場份額。
聯發科的這款晶片基於標準的ARM核心設計,使用現成且經過測試的晶片組,這將顯著加速開發進程。這也意味著聯發科能夠更快地進入市場,挑戰目前的市場領導者。
ARM晶片開發進展
市場研究公司Canalys預測,隨著消費者在疫情期間購買的PC逐漸汰舊換新,加上各品牌廠商推出首批AI PC,2024年全球AI PC出貨量有望達到4800萬台,占整體PC出貨量的18%,並在2025年突破1億台,占比增至40%。這一市場趨勢為聯發科的ARM架構晶片提供了廣闊的發展空間。
六、 ARM 架構Q&A
ARM架構(ARM Architecture)是一種由英國公司ARM Holdings設計的精簡指令集計算(RISC)架構。它以高效能、低功耗的特點而聞名,廣泛應用於各種嵌入式系統,例如智慧型手機、平板電腦、物聯網裝置、超級計算機等。ARM架構的設計理念是簡化指令集,以提高處理器的運作效率,在功耗和性能之間取得最佳平衡。
高效能與低功耗: ARM採用精簡指令集計算(RISC)設計,使其能夠在更少的時鐘週期內完成指令執行,降低能耗。
靈活性與擴展性: ARM架構高度模組化,可以根據特定應用的需求進行定制,從低功耗的物聯網設備到高效能的伺服器,都能提供合適的解決方案。
廣泛的生態系統: ARM架構擁有豐富且多樣化的生態系統,涵蓋軟體和硬體兩方面,使開發者更容易開發和部署基於ARM的解決方案。
除了ARM架構之外,市面上還有以下主要的處理器架構:
X86架構: 由Intel和AMD主導,多年來一直是個人電腦和伺服器領域的主流選擇。
RISC-V架構: 是一個開放原始碼的指令集架構,旨在提供一個免費、開放和可定制的處理器架構。