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西蒙·希加斯

来源:立体国显作者:yk bobo网址:http://m.yakecci.com
文章附图

西蒙·希加斯表示,“世界上的绝大部分手机及智能手机都配备了集成有ARM CPU内核的IC”,正如他所说的那样,使ARM步入增长轨道的是传统手机及智能手机等移动设备使用的IC——“应用处理器”。如果将用于移动设备的应用处理器IC视为让ARM实现第一次飞跃发展的产品,那么让该公司实现第二次发展的产品就是用于嵌入式设备用微控制器(MCU)。


ARM开发出了名为“Cortex-M”的以MCU为目标的CPU内核,并于2004年发布了首款产品“Cortex-M3”。2007年,意法半导体(STMicroelectronics)发布了“STM32系列”MCU,这是大型半导体厂商首次发布基于Cortex-M3的MCU产品,以此为开端,基于ARM CPU内核的MCU不断增加。


在此之前,如果半导体厂商没有自己的CPU内核,是很难开发MCU的,但从此开始,只要获得ARM的Cortex-M授权,任何半导体厂商都能开发MCU。至今绝大部分32位MCU仍是基于ARM内核的IC。



一、IoT设备用IC将为ARM带来第三次增长


继移动设备用应用处理器、嵌入式设备用MCU之后,将为ARM带来第三次增长的,是IoT设备用IC。


IoT大致分为三部分:(1)处理大数据的数据中心、(2)使用传感器等来收集收据的边缘、(3)连接数据中心和边缘的网络。


其中,设备数量较多的是边缘。ARM预计,2020年MCU及边缘设备用IC市场(ARM称之为“嵌入式智能市场”)的规模将会达到300亿美元,将超过移动设备用应用处理器的市场规模(250亿美元)


边缘由具备传感器的前端部分、将来自前端部分的感应数据发送至网络的网关组成。在边缘中,前端部分的数量占绝对优势。用于前端部分的IC极有可能会为ARM带来第三次飞跃。这种IC具备从传感器获得数据的功能、处理少量数据的功能、与网关通信的功能。


这种IC的功耗需要大幅低于移动设备及嵌入式设备使用的IC。即便是功耗低于英特尔x86架构(指令集)CPU内核的ARM架构CPU内核,用于边缘前端IC用途的话,功耗也有可能会过高。


CPU内核及处理器一般要与以前的产品在软件上兼容,架构很难更改。但如果采用相同架构,功耗就很难降低。英特尔在IoT用MCU“Quark”上,就表现出了不再执着于兼容x86的态度。


二、必须开发追求低功耗的新型CPU内核


几家初创企业已经推出了以功耗低于“Cortex-M0/M0+”(在ARM提供授权的CPU内核中功耗最低)为卖点的CPU内核。其中之一是法国Cortus公司(该公司主页)。据称,该公司的32位CPU内核“APS3RP”比Cortex-M0的功耗还要低(图4)。该公司销售与营销副总裁Roddy Urquhart介绍称,集成有Cortus CPU内核的IC的累计供货量超过了9亿个,“已作为韩国手机用SIM卡控制器广泛普及”。


Cortex-M虽有Cortex-A及Cortex-R等姐妹产品,但这些产品均比Cortex-M性能高、功耗大。边缘前端IC用途非常需要新架构的CPU内核。至于是全新架构,还是保留部分兼容性的架构,目前尚不明朗。另外,除了替换现有CPU内核的方法外,还可以采用与现有CPU内核相结合的方法。


三、瞄准5G及高端存储器用途,ARM发布实时处理用CPU内核“Cortex-R8”


另外,新产品Cortex-R8是“唯一一款具有5G调制解调器所需处理能力的处理器内核”。Cortex-R8可以采用多核结构,最多支持4个内核。利用28nmHPM工艺封装配备32KB指令缓存和32KB数据缓存的Cortex-R8时,芯片面积为0.33mm2。最高工作频率为1.5GHz,功率效率为46DMIPS/mW。