手机arm架构图解（智能手机SoC发展史）

手机arm架构图解（智能手机SoC发展史）但是在1985年的时候，此时Acorn公司由于经营问题导致大幅亏损。在1990年，由Acorn计算机公司、苹果计算机、VLSI Technology合资成立了ARM（全称：Advanced RISC Machines）公司。当时Acorn提供工程师、苹果提供资金、VLSI Technology则提供设备，由此真正的ARM诞生了。RISC的全称是精简指令集计算机，由于支持的指令简单、这也意味着高效与低功耗而且价格便宜，因而设计低功耗处理器也是ARM的强项，这也奠定了ARM处理器在手机等移动设备的基础。在1983年，Acorn想要进入微型机商业市场，但是当时采用的6502处理器无法满足新的硬件需求，在当时处理器上有两个选择，一是采用摩托罗拉公司的16位芯片，但这款芯片价格高而且执行速度慢，另外一个选择是英特尔的80286芯片，但是被英特尔无情的拒绝，或许是嫌弃当时Acorn公司太小。可能是因为

手机的高通骁龙处理器、联发科天玑处理器、苹果A系列处理器、三星Exynos处理器、华为麒麟处理器，大家或多或少都有些了解，但是有人知道吗？其实他们大多采用的都是ARM架构，即便不是ARM架构，也是源自ARM指令集研发而来，比如今年的骁龙8处理器、天玑9000处理器均采用的是最新ARMV9架构。为什么ARM在手机处理器领域这么火呢？今天就和大家来聊一聊。

ARM诞生

在1978年，由工程师Chris Curry与物理学博士Hermann Hauser两位30多岁的年轻人，在英国剑桥成立了Cambridge Processing Unit（中文直译：剑桥处理单元），同年公司改名为Acorn Computer Ltd，也就是ARM公司的前身，起初是为类如老虎机等游戏机设计微处理器控制器，后来有钱之后开始做微型计算机，推出的第一款微型计算机Acorn Atom。

在1981年，Acorn 迎来了第一次发展的机遇，拿下了BBC英国广播公司一个微型计算机的大订单，采用了MOS 6502的8位微核处理器，在同年12月份，Acorn推出了BBC micro微型计算机，一经发布直接主导了当时英国的计算机教育市场，大获成功，这也奠定了Acorn发展的基础。在1984年，Acorn公司还获得了BBC女王技术奖，表扬了BBC micro的先进设计。

在1983年，Acorn想要进入微型机商业市场，但是当时采用的6502处理器无法满足新的硬件需求，在当时处理器上有两个选择，一是采用摩托罗拉公司的16位芯片，但这款芯片价格高而且执行速度慢，另外一个选择是英特尔的80286芯片，但是被英特尔无情的拒绝，或许是嫌弃当时Acorn公司太小。

可能是因为英特尔的拒绝，刺激到了Acorn，决定自己搞芯片，这也是Acorn公司改变命运的关键时刻。

随后，Hermann Hauser邀请剑桥大学计算机科学家Sophie Wilson和Steve Furber，经过不断努力研发之后，在1985年，Acorn开发了基于RISC指令集的32位微处理器，被命名为Acorn RISC Machine（简称：ARM），由芯片代工厂VLSI公司生产。

RISC的全称是精简指令集计算机，由于支持的指令简单、这也意味着高效与低功耗而且价格便宜，因而设计低功耗处理器也是ARM的强项，这也奠定了ARM处理器在手机等移动设备的基础。

但是在1985年的时候，此时Acorn公司由于经营问题导致大幅亏损。在1990年，由Acorn计算机公司、苹果计算机、VLSI Technology合资成立了ARM（全称：Advanced RISC Machines）公司。当时Acorn提供工程师、苹果提供资金、VLSI Technology则提供设备，由此真正的ARM诞生了。

授权芯片

但是在ARM公司成立初期，业务发展一般般，虽然ARM架构的功耗与成本都低，但当时推出的产品线也因为性能问题被英特尔的X86架构吊打。比如在1993年，苹果首款掌上电脑Apple Newton采用ARM 610 RISC CPU以及640KB的RAM和4MB的ROM，体验并不如意，手写识别率很低，售价高昂令人望而止步。

这个时候，ARM引入IP商业模式，自己不制造芯片，将芯片设计方案授权给半导体公司，收取前期的授权费以及后期生产芯片的专利使用费，好处是将风险降低，与其它公司建立互惠互利的关系，共同努力实现利益最大化，同时也推动了芯片上市的步伐。

在1993年，ARM公司将产品授权给凌云逻辑（Cirrus Logic）与德州仪器(TI)，其中与德州仪器的合作取得了重要的突破，为ARM公司树立了声誉，同时也证明了IP授权的商业模式可行性，随后与ARM合作的公司也越来越多，包括德州仪器、三星、夏普等半导体的巨头。

杀入手机市场

到了20世纪90年代，属于移动电话的时代到来，ARM拿下了当时手机的大佬——诺基亚。在1994年，第一部采用ARM处理器的GSM手机——诺基亚6110，上市之后大获成功，随后高通、飞思卡尔、美国DEC公司也相继加入了ARM-7的授权阵营，ARM-7也成为了ARM的旗舰移动设计。

借助ARM授权的德州仪器，在起初的手机市场占据了绝对的主导地位，TI（德州仪器）旗下的OMAP1710处理器在诺基亚Symbian系统大获成功之后，也是陆续推出了一系列的OMAP处理器，旗下的OMAP系列处理器也一直是诺基亚、多普达等手机的御用CPU。

在这种“天时地利”的发展机遇下，ARM也迎来了高速的发展，到了1998年，ARM公司同时在英国与美国上市，上市之后股价飙升，几个月内就成为了价值超十亿美元的公司，而这不过是ARM腾飞的开始。

智能手机时代

到了21世纪，随着iPhone手机的热销以及Android系统的推出，智能手机发展迅猛，开始进入全民智能移动手机时代，功耗低、续航长成为手机的主要需求，而这需求正好是ARM架构的长处，芯片行业出现爆发式的增长，这也让支持苹果手机以及安卓手机芯片的ARM，一跃成为了手机行业的王者。

首款iPhone就是采用的ARM公司设计的芯片，但是这款芯片不是苹果自己研发的，而是外包给了三星，但是由于苹果没有自己的芯片专家，导致三星为自己提供的芯片性能一般，这个时候乔布斯意识到想要取得领先优势，自研芯片一定是最为重要的一环节，于是开始组建芯片研发团队。

这个时候可能有人注意到了，苹果不是ARM公司的联合创始人之一吗？没错，但是在1997年，苹果由于经营惨淡，为了更好发展，乔布斯出售了苹果持有的ARM股份。

到了2008年，苹果收购了一家微处理器设计公司，同年获得了ARM芯片技术授权，开始了基于ARM架构的芯片自研之路。2010年，苹果发布的iPhone4上采用了A4处理器，采用三星45nm制程工艺，800MHz的ARM Cortex-A8的单核心处理器，但是该款处理器上还能看到不少三星的影子，因而不过还算不上真正的自研芯片。

2013年，苹果推出了采用ARM-v8 64位指令集以及自家Cyclone架构的A7处理器，主频为1.3GHz，采用三星28nm制程工艺，打开了手机处理器64位的大门，同时能效比实现了对ARM Cortex A系列的反超，具有跨时代的意义，这也打得当时安卓手机阵营措手不急。

2013年，高通启用新的命名以及划分方案，提出骁龙200、骁龙400、骁龙600以及骁龙800系列，开始注重品牌化，提出了类似Intel Inside的概念。而这随后，手机厂商在发布新机时，也是开始习惯介绍“采用高通骁龙处理器”，尤其是高端旗舰手机，直至现在依旧如此。

2014年年底，高通匆忙发布了64位处理器——骁龙810，CPU使用的是ARM的4颗Cortex-A75以及4颗Cortex-A53，采用20nm制程工艺，但是这款处理器在2015年上市之后，手机表现非常差，发热严重，成为一代“经典”，而骁龙810也被冠以“火龙”的称号。

随后2016年，高通推出了基于ARMv8指令集自主研发的Kyro架构，随后的骁龙835、骁龙845、骁龙855、骁龙865均采用魔改ARM架构的CPU内核。明明大家都是采用ARM架构，为什么苹果处理器就这么强呢？

第一种：苹果采用的是架构/指令集层级授权，可以根据现有的架构或者指令集进行二次定制修改，苹果就是只是采用了ARM的指令集，其它全部自研，包括CPU、GPU等微架构，都是根据ARM的指令集自己研发，依靠自身的研发技术，实力最强。高通的Kyro也是基于ARMv7指令集自研的微架构。

第二种：高通属于采用了ARM的指令集，CPU源于ARM公版架构开发而来，起初CPU确实基于ARM指令集自研了不少架构，不过现在高通貌似选择放弃了自研，统一选择ARM公版架构，比如最近骁龙8、骁龙8 处理器都采用的ARM最新Arm v9架构。另外在GPU则采用了的是Adreno GPU，是高通此前从ATI公司收购而来的。

第三种：大部分处理器其实都是直接采用了ARM的公版架构，比如华为的麒麟系列、联发科天玑处理器还有紫光展锐处理器，基本没有自研也没有进行二次开发，简单来说就是直接拿过来使用，自研技术最低。

ARM未来

在2016年，日本软银集团以溢价43%，约309亿美元全现金方式收购ARM公司，使得ARM公司成为软银集团旗下的全资子公司，收购的原因无非就是看中了ARM的发展潜力，在收购ARM时软银的孙正义也表示，“物联网与人工智慧(AI)将是软银的下一波成长动力”，所以也有人说软银收购ARM就是孙正义“对物联网的非理性狂热”。

可能大家对日本软银集团不太熟悉，但是这是一家全球科技界的投资人，孙正义在当时被称为是“日本的比尔盖兹(Bill Gates)”，曾经主导过多场大型的收购案，比如阿里巴巴在2020年也获得了日本软银集团的投资。

在2018年的时候，ARM对中国业务拆分，在中国深圳成立了一个中方控股合资的安谋中国公司（后来改名为安谋科技），独立运营，其中中方控股51%，ARM持股49%。而安谋中国的商业方式上，一是可以自研新的IP产品，二是在国内市场开展ARM IP业务。

为什么ARM会成立一个Arm中国公司呢？

一：看重了中国市场的高速发展机遇，有资料显示Arm有25%的营收是来自于中国，而且近十年来，Arm中国区的出货量增长达到170倍。

二：出售Arm中国51%的股权，还可以帮助软银套现；

三：满足我国对于芯片产业强调“自主可控”的需求，避免一些政治问题，同时规避垄断风险。

四：更接地气，更好服务中国市场，同时防止RISC-V开源架构渗入中国市场（虽然没能防住，阿里巴巴、华为、中兴等国内科技厂商都在开始拥抱RISC-V开源架构）。

不过后来ARM与安谋中国后来爆发了内部控制权之争，ARM与中国合伙人厚朴投资以“危害到了安谋中国的发展、公司股东以及利益相关者”的理由尝试罢免安谋中国董事长、CEO、法定代表人吴雄昂，最终未能成功，而安谋科技也将继续以一家独立运营的公司，继续发展自研IP，推动ARM IP在中国市场落地，支持中国半导体行业的发展。

在2020年的时候，软银宣布将ARM出售给英伟达，为什么软银会突然放弃前景蒸蒸日上的ARM呢？来自软银财报数据，ARM在2017年-2019年营收基本没有增长，进入了平缓期。可能是因为软银投资面过广、资金耗费过大再加上疫情等原因，软银在2019年亏损125亿美元。虽然ARM发展前景很好，但是现阶段发展过慢，却又很值钱，可以卖出一个好价钱，出售给英伟达可以实现快速回血。

但是涉及到垄断等原因，此次收购受到监管部门的极力反对，高通、谷歌、微软等科技巨头也纷纷反对，于2022年，英伟达和软银不得已宣布终止ARM收购，但保留了英伟达Arm 20年的授权。一旦英伟达收购ARM对于我国也会产生很大的影响，比如华为目前被限制的是芯片制造，如果ARM被英伟达收购，很可能会出现华为芯片设计也遭到限制，因为华为的麒麟芯片就是采用ARM公版架构，当然涉及到的我国企业远不止华为一家。

在收购被迫停止后，软银也发布公告称：“ Arm不仅在手机革命中成为创新中心，而且在云计算、汽车、物联网和虚拟世界中也成为创新中心，并已进入第二个增长阶段，我们将借此机会开始准备将Arm上市，并取得更大的进展。”同时表示在截至2023年3月31日的财政年度内公开发行Arm股票。

如今ARM开始走向全面计算，除了手机、平板电脑以外，还覆盖可穿戴设备、高性能计算、汽车电子、物联网等领域。从软银2019年财报来看，ARM架构在手机占据90%以上市场、物联网也占据了90%的市场、车内娱乐与驾驶辅助系统占据了75%以上的市场，市场份额非常的大，以如今ARM的芯片行业地位，未来ARM势必会成为全球最具有价值的半导体公司之一，只希望软银可以支撑到那一天。