《處理器史話》之十四

在使用方面，ARM指令的格式也要比Intel的復(fù)雜些。一般說(shuō)來(lái)，一條ARM指令有如下的形式：

{S}[Rd]，[Rn]，[Rm]，其中：
{S}：加上這個(gè)后綴的指令會(huì)更新cpsr寄存器；
[Rd]：目的寄存器；
[Rn]/[Rm]：源寄存器。

一般來(lái)說(shuō)，ARM指令有3個(gè)操作數(shù)，其中Rm寄存器在執(zhí)行指令前可以進(jìn)入桶形移位器進(jìn)行移位操作，而Rn則會(huì)直接進(jìn)入ALU單元。如果一條ARM指令只有2個(gè)操作數(shù)，那么源寄存器按照Rm來(lái)處理。例如，一條加法指令：addr0，r1，#1。就會(huì)把r1+1的結(jié)果存放到r0中。

在熟悉了基本的匯編格式后，讀者就可以自行去查詢基本的ARM匯編指令了，下面簡(jiǎn)單介紹一下ARM中比較有特色部分——Load-Store指令結(jié)構(gòu)，由于ARMCPU并不直接處理內(nèi)存中的數(shù)據(jù)，這個(gè)指令體系就擔(dān)起了在寄存器和內(nèi)存之間交換數(shù)據(jù)的重要媒介。

ARM的訪存采用的都是LOAD-STORE結(jié)構(gòu)，雖然它要比x86的內(nèi)存訪問(wèn)機(jī)制復(fù)雜一些，但是有個(gè)最大的好處，就是可以把每條指令的執(zhí)行時(shí)間都平均化，有助于高效的流水線的實(shí)現(xiàn)，采用這種結(jié)構(gòu)也就同時(shí)意味著指令都要在寄存器間進(jìn)行操作，所以ARM體系中有大量的寄存器（不少于32個(gè)）。

由于篇幅的原因，關(guān)于LOAD-STORE體系結(jié)構(gòu)，在這里不再贅述，有興趣的讀者可以查閱相關(guān)的資料。

ARM的未來(lái)

眾所周知，ARM幾乎壟斷了手機(jī)和嵌入式芯片市場(chǎng)，不過(guò)進(jìn)入2010年以來(lái)，關(guān)于手機(jī)芯片巨頭ARM公司要進(jìn)軍服務(wù)器領(lǐng)域的消息多了起來(lái)，其中有捕風(fēng)捉影、繪聲繪色的傳聞，也有正兒八經(jīng)的新聞發(fā)布。

傳聞也好，新聞也罷，消息一出，引發(fā)的卻是行業(yè)的大討論：

一個(gè)在手機(jī)領(lǐng)域占了90%以上份額的芯片，為什么突然對(duì)服務(wù)器感興趣？

是不務(wù)正業(yè)，還是用意高遠(yuǎn)？

ARM公司及其用戶拿什么去從Intel們、IBM們的嘴里奪食？是不自量力，還是另有高招？

ARM芯片在手機(jī)和嵌入式市場(chǎng)取得成功，是否意味著在用戶需求和生態(tài)系統(tǒng)都更加復(fù)雜的服務(wù)器領(lǐng)域也能獲得一席之地呢？

對(duì)于這些真假難辨的消息，讀者該如何看？

沒(méi)有金剛鉆，別攬瓷器活。有人替ARM擔(dān)心，有人替ARM叫好。

分析一下，不難發(fā)現(xiàn)ARM芯片主要憑借的是兩大優(yōu)勢(shì)：低價(jià)、低功耗，不足之處也有很多：芯片架構(gòu)需要重新設(shè)計(jì)去實(shí)現(xiàn)更多企業(yè)特性需求如緩存一致性、容錯(cuò)與高可用等，軟件生態(tài)環(huán)境需要重新梳理和打造，不支持64位應(yīng)用等。

接下來(lái)把市場(chǎng)上關(guān)于ARM服務(wù)器的消息傳聞串起來(lái)一看，其意圖不難理解，一切都是云計(jì)算和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)惹的禍！

如果簡(jiǎn)單地把服務(wù)器看作云計(jì)算的代表設(shè)備，手機(jī)視作移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的代表設(shè)備，這兩者的架構(gòu)融合與互連互通也是必然所在。這也就不難理解，占據(jù)了90%以上服務(wù)器市場(chǎng)份額的Intel一定要往移動(dòng)嵌入式領(lǐng)域拓展，同樣，占據(jù)了90%以上手機(jī)市場(chǎng)份額的ARM也一定會(huì)往后臺(tái)數(shù)據(jù)中心侵襲。只是，誰(shuí)的架構(gòu)會(huì)一統(tǒng)天下，還是融合共處，現(xiàn)在誰(shuí)也說(shuō)不清，因?yàn)榻橇€沒(méi)真正開始。不過(guò)有一點(diǎn)可以確認(rèn)，那就是：Intel與ARM之間的“戰(zhàn)爭(zhēng)”不可避免的。

Intel從2008年才推出的一款面向上網(wǎng)本、入門級(jí)PC（EntryLevelPC）、TabletPC、智能手機(jī)以及其他一些手持設(shè)備的處理器——Atom處理器。由此可見，Intel的Atom架構(gòu)瞄準(zhǔn)的市場(chǎng)是已經(jīng)被ARM稱霸已久的移動(dòng)計(jì)算領(lǐng)域，兩方的戰(zhàn)爭(zhēng)可見一斑。

Atom是英特爾歷史上體積最小和功耗最小的處理器，其架構(gòu)至今為止經(jīng)歷了四次重大的革新，開創(chuàng)性在維持現(xiàn)有系統(tǒng)的高性能的同時(shí)地降低了功耗，使得制造輕薄的手持設(shè)備、TabletPC、智能手機(jī)等成為可能。

從Intel投入的精力和一系列的動(dòng)作上，不難看出Intel向彌補(bǔ)自己在移動(dòng)計(jì)算領(lǐng)域缺席的決心。但是從時(shí)間上來(lái)看，Intel同ARM相比起步晚太多了，除此之外，出于兼容性的考慮，Atom在設(shè)計(jì)之初被無(wú)辜地套上了CISC的枷鎖，從而使得Atom處理器有一種背負(fù)歷史使命的厚重感，少了一些現(xiàn)代的輕盈與高效。所以至今為止，除了上網(wǎng)本有采用Atom架構(gòu)的處理器外其它移動(dòng)計(jì)算設(shè)備很少有采用Atom處理器的。這就是Intel的Atom在移動(dòng)計(jì)算市場(chǎng)上的劣勢(shì)。

展望未來(lái)，即使Intel成功地實(shí)施了Atom戰(zhàn)略，將x86芯片的功耗和價(jià)格大大降低，它與ARM競(jìng)爭(zhēng)也將非常吃力。因?yàn)锳RM的商業(yè)模式是開放的，任何廠商都可以購(gòu)買授權(quán)，所以未來(lái)并不是Intelvs.ARM，而是Intelvs.世界上所有其他半導(dǎo)體公司。

未來(lái)孰勝孰負(fù)？貌似已成定局，但世事難料，一切皆有可能，我們靜觀其變。