2025年4月是Arm架构诞生40周年。Arm最初只是英国剑桥一个小角落里的一个雄心勃勃的项目，如今已发展成为全球应用最广泛的计算架构，为数十亿设备提供支持——从传感器、智能手机、笔记本电脑到汽车、数据中心等等。
Arm 架构的故事始于四十多年前，由一支小型团队推动，他们怀揣着一个宏伟的愿景：让高性能、低功耗的计算技术惠及所有人。该架构秉承简洁、优雅和精简的理念，为高效、可扩展技术的新时代奠定了基础。
为了真正理解 Arm 架构如何成为现代计算的基础，我们需要将时钟拨回到四十年前，回到一切开始的地方。
Acorn Computers 和 BBC Micro
1978年，克里斯·库里（Chris Curry）和赫尔曼·豪瑟（Hermann Hauser）共同创立了Acorn Computers，这家初创公司扎根于剑桥，擅长发现机遇。该公司获得了BBC Micro的制造合同，这是英国政府在每个教室都安装一台电脑的计划的一部分。这次胜利标志着一个关键时刻——不仅对Acorn，也对计算的未来。
Acorn 最初依靠 6502 微处理器来驱动 BBC Micro。但当 Acorn 开始梦想打造更强大的机器时，该公司决定自主研发处理器——对于当时的一家小公司来说，这无疑是一个大胆且不同寻常的举动。
ARM1 释放革命性的处理技术
20 世纪 80 年代初，两位雄心勃勃的工程师——索菲·威尔逊 (Sophie Wilson) 和史蒂夫·弗伯 (Steve Furber)——接到了设计一款 32 位处理器的任务。在有限的资源下，他们精心打造了高效、优雅且设计简洁的处理器架构。他们发明的 ARM1 于 1985 年问世，仅使用了 25,000 个晶体管，并采用了三微米工艺。当时，它功耗低、速度快，而且非常节能。
这个最初出于必要而诞生的项目，很快就发展成为一种新的架构理念：RISC（精简指令集计算）。与当时复杂的指令集不同，RISC 能够实现更精简、更快速的处理——这正是 Acorn 突破性能极限所需要的。
成为大众芯片
其内部口号是“MIPS for the Masses”（每秒数百万条指令）。这种理念将 Arm 架构与当时专注于高端工作站或大型机的其他处理器设计区分开来。Arm 架构注重节能、快速和可扩展。
第一个展示这种新架构的系统是 1987 年发布的 Acorn Archimedes——世界上第一台基于 RISC 的家用计算机。
从Acorn到独立的转变
然而，Acorn 的旅程并非一帆风顺。财务挑战导致了重组，最终于 1990 年成立了 Advanced RISC Machines (ARM) Ltd，由 Acorn、Apple 和 VLSI Technology 合资成立。他们的使命是什么？将 Arm 架构的强大功能和效率推向更广阔的市场。
Arm 最早的突破之一源于 Apple Newton 的推出，这是首批采用 Arm 架构的商用设备之一。虽然 Newton 本身的市场表现有限，但它在 Arm 的全球扩张中发挥了关键作用。不久之后，基于 Arm 的技术开始应用于手机、消费电子产品、物联网设备和嵌入式系统，并因其超低功耗和紧凑的设计而迅速声名鹊起。
有趣的是，Arm 的低功耗设计并非仅仅是一项战略创新，而是出于必要性而诞生的。早期，Acorn 无法承担昂贵的陶瓷芯片封装，因此处理器必须足够高效才能在更便宜的塑料封装中运行。由于没有可用的功耗估算工具，该芯片的设计过于注重安全性——这一决定最终造就了一款极其节能的处理器，为数十年来注重节能的设计奠定了基调。
从移动里程碑到市场标准
Arm架构的早期突破时刻之一是诺基亚6110。这款移动设备搭载Arm7TDMI处理器，成为当时最畅销的移动设备之一，标志着Arm在移动领域爆发式增长的开始。
从那时起，Arm架构不仅扩大了规模，而且飙升了。它成为移动、嵌入式、物联网和边缘设备的事实标准，现在在云和数据中心的采用率显著增长。如今，Arm技术已获得数百家公司的许可，并在超过3000亿个芯片中使用，这证明了Arm架构的可扩展性和多功能性，Armv9现已进入第九代。从这个角度来看，虽然地球上估计有1100亿人生活过，但Arm已经运送了2500多亿个Arm内核——这意味着世界上Arm内核的数量实际上比累计的人口还多。
正如本博客所述，Arm架构正在不断发展，塑造着当今和未来的计算格局。从主要功能更新到较小的增量增强，每一步都会在各种设备和应用程序中带来性能的提高、效率的提高和功能的扩展。
相同的面积，无与伦比的效率
不妨从以下角度来理解这段历程：最初的 ARM1 处理器使用了 6,000 个门电路，并且没有缓存。而基于 40nm 技术打造的现代 Armv9 CPU，其占用空间大致相同，但拥有 1 亿个门电路、图形加速和多核功能。这在性能、功耗和功能方面实现了巨大的飞跃，同时又不失该架构最初的高效理念。
充满创新的传承
Arm 架构的卓越之处不仅在于其技术优势，更在于其核心理念。从一开始，Arm 的设计就以简洁、灵活和节能为核心。这使得它能够独特地适应当今时代对计算速度、智能程度和互联性的要求，同时又兼顾紧凑性和节能性。无论是智能手机、智能恒温器还是云端服务器，Arm 都能提供驱动现代计算的智能。
而这段旅程远未结束。随着人工智能、边缘计算和可持续性重塑科技格局，几十年前始于剑桥实验室的架构比以往任何时候都更具现实意义。Arm 旨在大规模生产具有竞争力、高性能、低功耗的处理器，已成为其涉足的每个市场的公认标准，并将继续驱动未来。
来源：Arm