2025 年 4 月，Arm 架構(gòu)迎來了問世 40 周年。這個始于英國劍橋一隅、懷揣雄心壯志的項目，如今已成為全球廣泛采用的計算架構(gòu)。從傳感器、智能手機、筆記本電腦，到汽車、數(shù)據(jù)中心等諸多領(lǐng)域，有數(shù)十億設(shè)備如今運行在 Arm 架構(gòu)之上。

Arm 架構(gòu)始于 40 年前一支懷揣遠(yuǎn)大理想的小團(tuán)隊，他們致力于讓高性能、低功耗的計算技術(shù)惠及所有人。秉承簡單、簡約和精簡的設(shè)計理念，Arm 架構(gòu)為高效、可擴(kuò)展技術(shù)的新紀(jì)元奠定了基礎(chǔ)。

為了探尋 Arm 架構(gòu)何以成為現(xiàn)代計算的基礎(chǔ)，我們將時鐘撥回到 40 年前，回到一切開始的地方。

Acorn Computers 和 BBC Micro

1978 年，Chris Curry 和 Hermann Hauser 在劍橋共同創(chuàng)立了 Acorn Computers 公司（以下簡稱 Acorn）。這家擅長抓住機遇的初創(chuàng)企業(yè)在英國政府“每間教室一臺電腦”的計劃中脫穎而出，成功拿下了 BBC Micro 的研發(fā)合約。這次中標(biāo)不僅改寫了 Acorn 的命運，也為計算技術(shù)的未來發(fā)展埋下了伏筆。

Acorn 最初為 BBC Micro 搭載了 6502 微處理器，但它無法滿足 Acorn 對機器性能更高的追求，因此，Acorn 決定自行研發(fā)處理器。對于那個年代的小型企業(yè)，這是個不同尋常的大膽決定。

ARM1 掀開處理技術(shù)革新大幕

上世紀(jì)八十年代初，兩位抱負(fù)遠(yuǎn)大的工程師 Sophie Wilson 和 Steve Furber 接受任命，開始著手設(shè)計 32 位處理器。在資源有限的情況下，他們創(chuàng)造出了高效而簡約的處理器架構(gòu) —— ARM1。這個架構(gòu)于 1985 年問世，采用三微米工藝，僅使用了 25,000 個晶體管，兼顧了低功耗、運行快和高能效等優(yōu)勢。

這個最初為解決燃眉之急的方案，迅速發(fā)展成一種新的架構(gòu)理念：RISC（精簡指令集計算）。與當(dāng)時復(fù)雜的指令集不同，RISC 具備 Acorn 所需的精簡、快速處理特性，推動了計算性能的突破。

面向更廣泛群體的芯片

Arm 架構(gòu)致力于“讓大眾都能體驗到 MIPS（每秒百萬條指令）級的運算能力”。與當(dāng)時專注于高端工作站或大型機的其他處理器設(shè)計不同，這種理念使得 Arm 架構(gòu)更加注重能效、速度和可擴(kuò)展性。

1987 年全球首款基于 RISC 的家用計算機 Acorn Archimedes 橫空出世，充分展現(xiàn)了這種新架構(gòu)的多重優(yōu)勢。

從 Acorn 獨立出來的轉(zhuǎn)變歷程

Acorn 的發(fā)展并不總是一帆風(fēng)順。財務(wù)危機迫使公司重組，最終推動 Acorn、Apple 和 VLSI Technology 在 1990 年攜手創(chuàng)辦了合資企業(yè) Advanced RISC Machines (ARM) Ltd。這家企業(yè)肩負(fù)使命，致力于把 Arm 架構(gòu)的強大性能和高效推向更廣闊的市場。

在 Apple Newton 發(fā)布時，Arm 迎來了第一次轉(zhuǎn)機，Newton 是率先基于 Arm 架構(gòu)的商用設(shè)備之一。盡管 Newton 本身未在商業(yè)上大獲成功，但卻為 Arm 的全球擴(kuò)展奠定了關(guān)鍵的基礎(chǔ)。不久之后，基于 Arm 架構(gòu)的技術(shù)憑借超低功耗和緊湊設(shè)計，開始席卷手機、消費類電子、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和嵌入式系統(tǒng)市場。

有趣的是，Arm 的低功耗設(shè)計不只是一項戰(zhàn)略創(chuàng)新，最初其實是為了解決燃眉之急才應(yīng)運而生。在早期，Acorn 無力承擔(dān)昂貴的陶瓷芯片封裝，所以必須提高處理器的能效，以使器件能在成本更低的塑料封裝中運行。由于缺乏功耗評估工具，為保險起見，設(shè)計團(tuán)隊對芯片采取了極為嚴(yán)苛的安全設(shè)計。而正是這一決策，成就了處理器的出色能效表現(xiàn)，也為往后數(shù)十年注重能效的設(shè)計理念奠定了基調(diào)。

從實現(xiàn)移動端里程碑到成為市場標(biāo)準(zhǔn)

諾基亞 6110 手機的問世是 Arm 架構(gòu)早期發(fā)展中的一個重要突破。這款當(dāng)時暢銷的移動設(shè)備搭載了 Arm7TDMI 處理器，標(biāo)志著 Arm 在移動領(lǐng)域爆炸性增長的開始。

從那時起，Arm 架構(gòu)的發(fā)展勢如破竹，逐漸成為了移動領(lǐng)域、嵌入式系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)和邊緣設(shè)備的事實標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)如今還贏得了云計算和數(shù)據(jù)中心的青睞。時至今日，Arm 技術(shù)已授權(quán)許可給數(shù)百家公司使用，應(yīng)用于超過 3,000 億顆芯片中，足以證明 Arm 架構(gòu)的可擴(kuò)展性和通用性。目前，Arm 已發(fā)展至第九代架構(gòu)：Armv9。

Arm 架構(gòu)正在不斷發(fā)展，塑造著當(dāng)下和未來的計算格局。從更新主要功能到漸進(jìn)式的性能優(yōu)化，Arm 架構(gòu)的每一次進(jìn)展都為各類設(shè)備和應(yīng)用顯著地改善了性能及能效表現(xiàn)，進(jìn)一步拓展了功能。

傳承悠久的創(chuàng)新思維

Arm 架構(gòu)的優(yōu)越表現(xiàn)不僅源于技術(shù)實力，更植根于底層設(shè)計理念。從一開始，Arm 就堅持以簡約、靈活和能效為核心，因而能夠一直兼顧緊湊設(shè)計和低能耗需求，從而在當(dāng)今追求高速、智能和互聯(lián)的時代展現(xiàn)出更高的適配性。從智能手機、智能恒溫器到云端服務(wù)器，Arm 正在推動現(xiàn)代計算領(lǐng)域的智能發(fā)展。

而 Arm 的旅程遠(yuǎn)未結(jié)束。隨著人工智能 (AI)、邊緣計算和可持續(xù)發(fā)展趨勢逐漸重塑技術(shù)格局，幾十年前在劍橋?qū)嶒炇野l(fā)展起來的架構(gòu)正煥發(fā)出強大的生命力。憑借規(guī)?；渴鸶咝阅堋⒌凸奶幚砥鞯哪芰Γ谒婕暗拿恳粋€技術(shù)市場，Arm 都成為了公認(rèn)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，并將持續(xù)驅(qū)動未來的行業(yè)發(fā)展。

我們也將在之后的文章中，為大家介紹 Arm 架構(gòu) 40 年來的演進(jìn)發(fā)展，帶你了解 Arm 是如何執(zhí)著不懈地追求創(chuàng)新進(jìn)步，持續(xù)勾勒計算領(lǐng)域的發(fā)展藍(lán)圖，敬請期待！