Arm架构科普解读 Arm架构的底层逻辑和Arm架构的顶层设计

原文作者书香度年华 在此特别鸣谢！

前言

一、架构概述

1.1 冯诺依曼架构

1.2 哈佛架构

1.3 Arm 架构

二、架构图谱

2.1 三驾马车

2.2 六代传承

2.3 最新成员

2.3.1 大师兄 Cortex-A710

2.3.2 二师弟 Cortex-R82

2.3.3 小师妹 Cortex-M85

2.4 架构宗亲

2.4.1 图形处理器单元 GPU

2.4.2 神经网络处理器单元 NPU

三、架构魔法

3.1 派系

3.1.1 Cortex-A 魔法

3.1.2 Cortex-R 魔法

3.1.3 Cortex-M 魔法

3.2 魔法发展史

3.3 微魔法

四、架构演练

4.1 大集结

4.2 排兵布阵

4.3 运筹帷幄，决胜千里之外

4.3.1 上传下达-控制台输出

4.3.2 烽火通信-LED 跑马灯

4.3.3 密令签发-加密

4.3.4 粮草先行-启动代码

4.3.5 整装待发-链接脚本

五、总结

参考

术语

2.3 最新成员

2.3.1 大师兄 Cortex-A710

Cortex-A710 是 Cortex-A78 的增强版，Armv9-A 架构的大核架构，使用起来和上一代基本相同，新的微架构能获得更好的性能和更低的功耗；增强版的向量计算扩展架构 SVE2 支持；高级 SIMD&DSP 的 NEON 架构支持；兼容 VFPv3 向量浮点的 FPU 浮点架构。

2.3.2 二师弟 Cortex-R82

Cortex-R82 是 R 系列最新的处理器，采用 Armv8 架构，包含 CoreSgiht MDT、GIC、FPU、TCM、SCU、ACP、AXI-S、AXI-M、LLPP、LLRAM 等微架构。

2.3.3 小师妹 Cortex-M85

M85 是 Armv8.1-M 架构，包括 MPU、Helium、PMU、CP、FPU、TCM、AHB、DSP、ETM、PACBTI、APH 等微架构。

2.4 架构宗亲

本文讲述的 Arm 架构指的是通用处理器架构，并不包含专业处理器。除了通用处理器，Arm 还有图形处理器和神经网络处理器。

2.4.1 图形处理器单元 GPU

GPU 架构分为传统的 Mali 架构和最新的 Immortalis 架构两个分支：

Mali目前一共四代，分别是 Utgard，Midgard，Bifrost 和 Valhall

Immortalis 是新推出的架构，以Immortalis-G715 为代表

2.4.2 神经网络处理器单元 NPU

Ethos - NPUs 是Arm推出的基于神经网络的机器学习芯片架构，包括 U55、U65、 N78，