ARM (estilizado en minúsculas como arm , anteriormente un acrónimo de Advanced RISC Machines y originalmente Acorn RISC Machine ) es una familia de arquitecturas de computadora con conjunto de instrucciones reducido (RISC) para procesadores de computadora , configuradas para varios entornos. Arm Ltd. desarrolla la arquitectura y otorga licencias a otras empresas, quienes diseñan sus propios productos que implementan una o más de esas arquitecturas, incluidos los diseños de sistema en un chip (SoC) y sistema en módulo (SoM), que incorporan diferentes componentes como memoria, interfaces y radios . También diseñanúcleos que implementan estas arquitecturas de conjunto de instrucciones y otorga licencias de estos diseños a muchas empresas que incorporan esos diseños de núcleo en sus propios productos.
Ha habido varias generaciones del diseño ARM. El ARM1 original usaba una estructura interna de 32 bits pero tenía un espacio de direcciones de 26 bits que lo limitaba a 64 MB de memoria principal . Esta limitación se eliminó en la serie ARMv3, que tiene un espacio de direcciones de 32 bits, y varias generaciones adicionales hasta ARMv7 siguieron siendo de 32 bits. Lanzada en 2011, la arquitectura ARMv8-A agregó soporte para un espacio de direcciones de 64 bits y aritmética de 64 bits con su nuevo conjunto de instrucciones de longitud fija de 32 bits. [3] Arm Ltd. también ha lanzado una serie de conjuntos de instrucciones adicionales para diferentes reglas; la extensión "Thumb" agrega instrucciones de 32 y 16 bits para mejorar la densidad del código , mientras que JazelleSe agregaron instrucciones para manejar directamente el código de bytes de Java . Los cambios más recientes incluyen la adición de subprocesos múltiples simultáneos (SMT) para mejorar el rendimiento o la tolerancia a fallas . [4]
Debido a sus bajos costos, consumo mínimo de energía y menor generación de calor que sus competidores, los procesadores ARM son deseables para dispositivos livianos, portátiles y alimentados por batería, incluidos teléfonos inteligentes , computadoras portátiles y tabletas , y otros sistemas integrados . [5] [6] [7] Sin embargo, los procesadores ARM también se utilizan para equipos de escritorio y servidores , incluida la supercomputadora más rápida del mundo . [8] Con más de 200 mil millones de chips ARM producidos, [9] [10] [11] a partir de 2021 , ARM es la arquitectura de conjunto de instrucciones[actualizar] más utilizada(ISA) y el ISA producido en mayor cantidad. [12] [6] [13] [14] [15] Actualmente, los núcleos Cortex ampliamente utilizados , los núcleos "clásicos" más antiguos y las variantes de núcleos SecurCore especializados están disponibles para cada uno de estos para incluir o excluir capacidades opcionales.
El primer diseño ampliamente exitoso de Acorn Computers fue el BBC Micro , presentado en diciembre de 1981. Esta era una máquina relativamente convencional basada en la CPU MOS Technology 6502 , pero funcionaba aproximadamente al doble del rendimiento de los diseños de la competencia como Apple II debido a su uso de más rápido. Memoria dinámica de acceso aleatorio (DRAM). La DRAM típica de la época funcionaba a unos 2 MHz; Acorn llegó a un acuerdo con Hitachi para el suministro de piezas de 4 MHz más rápidas. [dieciséis]
Las máquinas de la época generalmente compartían la memoria entre el procesador y el framebuffer , lo que permitía que el procesador actualizara rápidamente el contenido de la pantalla sin tener que realizar entradas/salidas (E/S) separadas. Como el tiempo de visualización del video es exigente, el hardware de video tenía que tener acceso prioritario a esa memoria. Debido a una peculiaridad del diseño del 6502, la CPU dejó la memoria intacta la mitad del tiempo. Por lo tanto, al ejecutar la CPU a 1 MHz, el sistema de video podría leer datos durante esos tiempos de inactividad, ocupando el ancho de banda total de 2 MHz de la RAM. En BBC Micro, el uso de RAM de 4 MHz permitió utilizar la misma técnica, pero funcionando al doble de velocidad. Esto le permitió superar a cualquier máquina similar en el mercado. [17]