为什么美国高通芯片核心必须依靠ARM？

倒不是高通芯片必须依靠ARM，而是ARM的核心架构更好用，而且还是现成的公版罢了。

是不是觉得有点绕？我们这样说大家就明白了：

1、之所以用ARM，是因为有大把免费且更好用的，所以自己懒得折腾。

2、但这不代表高通芯片就不能自己搞架构、搞指令集。自己也可以另起炉灶，推出自己的标准，只是觉得不划算罢了。

所以“必须”一次用得过于绝对，其他没啥毛病。目前的ARM确实是一家牛逼的公司，牛掰到英伟达想花380亿把ARM收购，但就是这样也被英国政府叫停了，因为ARM代表了英国科技王冠上的钻石，真正站在的金字塔顶尖的公司。

ARM的IP授权主要有两种，一种是指令集授权，另一种是微架构授权。获得ARM的指令集授权，等于加入ARM生态系统，保证了软件兼容性，但微架构不是ARM设计，而是自研，从早期的A76、A77、A78，到现在的X1、X2等，另外，架构还包括CPU、GPU等多种，ARM都玩得明明白白，站在了芯片设计的顶层。

ARM虽然不生产芯片，但是专利授权涵盖全球95%的移动芯片，国内一年基于ARM授权的芯片就可以达到200亿颗，说得再夸张一点，有移动芯片的地方就有ARM，比手机芯片中的高通还强势，几乎是无处不在。因为目前苹果、三星、高通、联发科、海思等芯片企业，都用的是ARM授权。英特尔、IBM、微软等也没有离开ARM。

那说这么多，是不是高通就非用ARM不可呢？其实也不是，实际上高通早期也自研过架构，包括三星也有自研猫鼬架构，但最终都因为表现不好而放弃了。但高通即使用了ARM的指令集和微架构，也有魔改过Kryo架构，所以，高通并不是非用不可。

但不可否认，ARM推广的精简指令集在移动终端上更有优势，包括苹果现在主推的M1芯片，都是要用ARM取代X86。简单来说，X86架构是微软的win系统的PC端主推，而X86架构则是谷歌跟苹果占主导。现在ARM架构的优势越来越明显，连苹果的M1芯片都切换到ARM，按照这个趋势，未来ARM的优势还会进一步扩大，届时高通说不定真就离不开了。

为什么美国高通芯片核心必须依靠ARM？

高通芯片不是必须依靠ARM，而是离不开ARM。很多人可能没听说过ARM公司，它的净收入也毫不起眼，2015年仅为3.34亿英镑左右，大约29亿人民币，相当的貌不惊人。

不过，ARM把半导体知识产权（IP）以授权的方式玩出了新花样和新高度，成功从芯片界的学渣进阶到与英特尔平起平坐的学霸，其成绩主要如下：

1. 成立20余年，成功建立起可与英特尔抗衡的ARM指令集生态系统帝国，客户几乎包括世界上所有的半导体公司，高通、华为不用说了，连英特尔也没能逃脱其“魔爪”；

2. 由于ARM卖IP太成功，日本软银2016年开价234亿英镑收购ARM，如果按净收入折算成本，软银需要70年才能回本；

3. 看好ARM的不止软银。此前，苹果公司和英特尔也曾想将ARM公司收入囊中，但英国人没答应；

其实，ARM公司刚成立时还没这么会玩。

ARM公司1991年成立于英国剑桥，股东包括苹果、诺基亚、Acorn、VLSI、Technology等公司，最初也是走英特尔的封闭式设计模式：建立自己的指令集，确立芯片内核和架构，再找代工厂生产制造。

然而业绩平平，出货量少，日子过得苦巴巴的。

不得已，ARM决定剑走偏锋，抛弃封闭式设计模式，采用IP授权给其它芯片设计公司的开放式设计模式。

重点来了，ARM的IP授权主要有两种，一种是指令集授权，另一种是微架构授权。获得ARM的指令集授权，等于加入ARM生态系统，保证了软件兼容性，但微架构不是ARM设计，而是自研，比如苹果的A7系列后的芯片和高通的大部分骁龙芯片。

微架构授权则是芯片设计公司买到ARM的 微处理器核后，根据自己不同的需要，加入适当的外围电路，从而“设计（组装）”出自己的芯片。发布时只要出现“使用ARM Cortex-AX核心的芯片”/“Cortex-AX核心”之类的字眼，表明就是这种模式的产物。

华为和三星即采用购买ARM架构的模式设计芯片：

当然，高通有时也使用ARM的授权架构，其中最出名的就是骁龙810，采用ARM的八核Cortex-A57/A53 CPU架构，由于发热降频严重，坑苦了小米等一众好伙伴。

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为什么美国高通芯片核心必须依靠ARM？

不仅是高通的骁龙芯片，苹果的A系列芯片、三星的Exyons芯片、华为的麒麟芯片、联发科的芯片都是基于ARM架构的，由ARM提供核心技术进行定制或者授权而来。可以这么说，ARM公司处于手机芯片的最顶层。

• ARM是一家英国的公司，不卖芯片，只卖“图纸”，是一家半导体知识产权提供商，在2016年被日本软银收购（题外话，软银还是阿里巴巴的最大投资商）。全球95%的智能手机和平板电脑使用了ARM架构，高通、华为、苹果、三星的处理器均采用了ARM架构的芯片；

• ARM芯片具有性能高、成本低、能耗低的特点，因此主导了智能机、平板电脑等处理器，家里的网络盒子、IPTV电视盒子、智能设备，汽车的控制芯片的等均采用了ARM架构的芯片；

• ARM公司本身不依靠自有的设计，制造和出售CPU，而是将处理器架构授权给厂家，许多半导体公司拥有ARM授权，比如高通、博通、英飞凌（英特尔收购）、德州仪器、华为、三星、苹果等。

• 大家都知道高通和苹果的处理器均是基于ARM架构的，那高通的骁龙处理器和苹果的A12处理器为什么完全不同呢？

• 打个比方，ARM公司给高通、苹果一堆同样的积木，怎么使用这些积木搭建自己的芯片，这就是一门学问了，不同的芯片制造商搭建的可能不一样；

• ARM提供的CPU核心为：Cortex-Axx,比如A75，A73，A55，A53等，华为最新的麒麟980使用了A76架构，因此才有了非常强悍的性能，数据上超过了骁龙855；

• ARM提供的GPU核心为：Mail-Txxx/Gxx,比如Mail-G72等。

这里分析两个典型的手机处理器，高通的骁龙710和华为麒麟970，参考搭积木原理：

• 高通骁龙970：核心主频采用了2个A75大核(2.2GHz)+6个A55小核（1.7GHz)共8核的设计，GPU采用了自家设计的Adreno 616,没有采用ARM的Mail系列；

• 华为麒麟970：核心主频采用了4个A73大核(2.4GHz)+4个A53小核（1.8GHz)共8核的设计，GPU采用了ARM的Mail-G72 MP12(12核心）。

对于ARM架构的处理器，大家有什么看法呢，欢迎在评论区，留言讨论。

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为什么美国高通芯片核心必须依靠ARM？

说起高通的骁龙芯片，听说的大有人在，但是说起ARM，听过的人可能比较少。ARM，即使一家公司，也是一种技术，还是一种构架。目前移动处理器、单片机等的内核95%都是基于ARM。高通的芯片自然也离不开ARM构架。

ARM公司来源于英国，是IP(半导体知识产权)提供商，自己不设计芯片、不生产芯片，只设计指令集、IP内核等，然后把这些内容授权给其他的半导体公司，如高通、恩智浦、意法半导体、TI、苹果等，由他们来设计芯片、生产芯片，于是世界上多数的移动处理器和单片机等虽然是各个不同的半导体厂商提供的，但都流淌着ARM的血液，这是一条非常成功的商业模式。

ARM将技术授权给半导体厂商，从中收取授权费用，其授权模式具有三种，分别为：1)使用层级授权；2)内核层级授权；3)架构/指令集层级授权等。这三种授权模式的权限依次上升。

使用层级的授权是最低权限的，只能使用已经封装好的ARM核心，不能更改内核的设计，也不能基于内核拓展新的封装产品。

内核层级的授权，是指以所授权的内核为核心，在其基础上增加自己的需求，如增加GPIO、SPI通信、IIC通信、UART通信等片上资源，我们所使用的单片机多是这种模式，如STM32系列的单片机等。

构架/指令集授权，这个是最高权限的授权，用户被授权后可以对指令集进行修改、对内核再封装，形成自己的CPU，如高通、苹果、华为等采用的都是这种授权。

在移动处理器和通用单片机领域，ARM绝对是王者一般的存在。在PC端Intel也是王者一般的存在，两者都是霸主级别的构架，RISC-V有可能是一颗新星，可以形成三足鼎立之势。如果ARM对全球的半导体公司取消授权的话，那么高通、苹果、三星、华为等目前的移动处理器都将无法生产，这会带来无可估量的损失。即使设计新的构架也需要一定的时间，再加上CPU的设计、量产，将是一段非常长的周期，而且还不一定能研发成功。不仅如此，基于ARM的单片机短时间内也不会有新的型号出现。

所以不光高通目前离不开ARM，多数的半导体巨头都离不开ARM。

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为什么美国高通芯片核心必须依靠ARM？

今世界经济一体化，技术产品全球化，一流的科技公司，都是采用利用全球最新的科技成果，和成熟的商业技术，来整合开发组合成最新的产品，不但可以节约研发成本，还可以节约开发的吋间，也就是为什么很多一流的科技公司，他们宁愿模仿山寨开发，盗用其它科技公司成熟的专利技术，被发现后被罚款，它们也愿意交罚款，或者是购买其它公司的专利技术，为什么呢？同祥是为了节约研发的成本，和节约研发的吋间。同理，高通公司也宁愿购买其它公司成熟的技术专利，皆也是为了节约研发成本，就不需要养一个专业的研发团队了，也就节约了新产品的开发的时间。

为什么美国高通芯片核心必须依靠ARM？

ARM提出了微架构设计思路，并且设计了现在几乎所有移动芯片的公版架构基础。提出架构本身需要雄厚的半导体基础和相应的专利，研发会更加的耗时耗力。半导体这种硬件行业，经验是一道难以逾越的鸿沟，后来者想要居上，基本上还是需要通过弯道超车——比如行业的巨大变革。

所以高通即便通过自己的技术去设计一款新的架构，目前尚且没有能够支撑它的理论基础，研究出来的性能未必能够超过ARM，如果超不过，所有的研究经费就都打了水漂。高通与其花费大量时间精力去研究一个架构，不如调校一下ARM的架构使其实现性能的提升。依靠提升性能的芯片赚到的利润，远比给ARM的授权费多得多。

而且另外一点，高通是设计SoC的，SoC里面不只有CPU和GPU，还有其他组件，设计CPU和GPU并不是高通的强项。

在RISC-V普及之前，移动芯片领域依然会是ARM垄断局面，不只是高通，任何一家都离不开ARM架构。