1 ARM是什么

ARM是一方面是一家设计CPU并向各个CPU制造商授权许可的公司。同时ARM也是ARM公司主导设计的CPU系列的简称。ARM的全称是Advanced RISC Machines。它是CPU的基本架构之一，全球市场上目前CPU分类有两种，一种是Intel、AMD为首的复杂指令集CPU，另一种是是以ARM为首的精简指令集CPU。ARM架构广泛地使用在许多嵌入式系统设计。由于节能的特点，ARM处理器非常适用于移动通讯领域，符合其主要设计目标为低耗电的特性。

2 ARM架构与X86、MIPS的比较（cpu主流架构）

ARM优势有(1)体积小、低功耗，低成本、高性能；(2)支持Thumb(16位)/ARM(32位)双指令集，能很好的兼容8位/16位器件；(3)大量使用寄存器，指令执行速度更快；(4)大多数数据操作都在寄存器中完成；(5)寻址方式灵活简单，执行效率高；(6)流水线处理方式；(7)指令长度固定，大多数都是简单指令且都能在一个时钟周期内完成，易于设计超标量与流水线；ARM的劣势：通过专用的数据接口使CPU与数据存储设备进行连接，存储、内存等性能扩展难以进行

X86优势是速度快：单条指令功能强大、指令数相对较少;带宽要求低：还是因为指令数相对少，即使高频率运行也不需要很大的带宽向CPU传输指令;由于X86采用CISC，因此指令均是按照顺序串执行的，而顺序执行的优点就是控制简单;产业豪华规模更大;X86劣势是x86结构的电脑出现了近30年，其配套扩展的设备种类多、价格也比较便宜，所以x86结构的电脑能很容易进行性能扩展，如增加内存、硬盘等

MIPS的优势：MIPS支持64bit指令和操作，ARM目前只到32bit；MIPS有专门的除法器，可以执行除法指令；MIPS的内核寄存器比ARM多一倍，所以同样的性能下MIPS的功耗会比ARM更低，同样功耗下性能比ARM更高;MIPS劣势是MIPS内存地址起始导致MIPS在内存和cache的支持方面都有限制；MIPS今后的发展方向是并行线程，而arm的物理多核更占优；相比于arm的乱序双发射，MIPS现在是顺序单发射

3 ARM公司与Intel、AMD比较分析

(1)IDM：商业模式是Intel，Intel集芯片设计、芯片制造、芯片封装和测试等多个产业链环节于一身。早期多数集成电路企业采用的模式;目前仅有极少数企业能够维持。优势是能在设计、制造等环节协同优化，有助于充分发掘技术潜力。有条件率先实验并推行新的半导体技术。劣势是公司规模庞大。管理成本较高;运营费用较高。资本回报率偏低。

(2)AMD：商业模式是Fabless，AMD只负责芯片的电路设计与销售;将生产、测试、封装等环节外包。优势是Fabless模式资产较轻，初始投资规模小，创业难度相对较小。企业运行费用较低，转型相对灵活。劣势是与 IDM 相比无法与工艺协同优化，因此难以完成指标严苛的设计。与 Foundry 相比需要承担各种市场风险

(3)ARM：商业模式是Royalty，ARM收入来自于芯片设计领域的IP授权，并不生产销售CPU, 而是通过出售CPU设计方案等途径盈利，优势是“技术+生态”的优势，打造生态环境，注重知识版权，开放的商业模式使得ARM芯片更贴近市场需求。ARM的芯片很容易被改造并适用于各类产品,可塑性和通用性很强。

4 ARM的应用领域

(1)手机：ARM公布了其高端移动芯片设计--Cortex-A78 CPU 搭 配 Mali-G78 GPU ，将用于2021年及以后的下一代旗舰智能手机。

(2)PC：自2010年ARM多核Cortex-A9推出以来，ARM便进入高端移动便携PC市场。打破了在移动PC上x86一个平台的格局，形成多家创新的平台。

(3)服务器：随着近年来云游戏、云手机的概念普及，和互联网应用的增长，ARM集群服务器已经迎来了爆发期。这得益于人工智能的突破性进展，针对AI模型的算力也成为了刚需。

(4)汽车：ARM已经成为汽车电子化和信息化主要力量：基于ARM内核的处理器芯片应用覆盖了汽车电子的各个方面，包括车载信息娱乐、车身控制、动力系统、安全系统、舒适系统等 。

(5)物联网：随着算力的进步，设备端、边缘端、云端的应用显著增长。Arm逐步形成更为完善的物联网行业解决方案，如今已形成芯片IP、操作系统、云平台服务这样的产品体系。

来源：《【研报】ARM行业研究框架-20201111（59页）.pdf》