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Das ARM-Architektur ist ein Prozessorarchitektur vom britischen Computerhersteller Acorn Computers Ltd. Der Name ARM steht für Acorn RISC-Maschine, wobei RISC eine Abkürzung von . ist Computer mit reduziertem Befehlssatz. Die erste Implementierung des Befehlssatzes in Silizium, der ARM1Prototyp, wurde 1985 entwickelt. Die ARM-Prozessoren wurden zunächst als einzelne Upgrades zu Acorns eigenen verkauft BBC-MikroComputer, sondern bildete 1987 die Grundlage der neuen Generation von Acorncorn ArchimedesComputers. Seit 1991 wird der ARM-Befehlssatz verwaltet und weiterentwickelt von ARM-Bestände. Heute wird der ARM-Befehlssatz von vielen Herstellern lizenziert, die dann die Chips herstellen und zu Millionen von (meist mobilen) Geräten verarbeiten.

ARM-Prozessor verwendet in Router

Ursprung

Die Geschichte des ARM-Prozessors beginnt in 1983. Zu dieser Zeit produzierte Acorn die BBC-MikroComputer und nutzten wie viele Hersteller die 6502 von MOS-Technologie. Die Designer von Acorn erkannten damals jedoch, dass das 6502-Design wenig Wachstumspotenzial hatte und ihre Anforderungen an eine neue Computerplattform nicht erfüllen konnte. Also suchten sie nach einem anderen Prozessor.

Schon seit Intel weigerte sich, eine Lizenz für sie zu erteilen 80286 zur Verwendung mit den neuen Systemen von Acorn und den Motorola 68000 nicht den hohen Standards von Acorn entsprach, beschlossen sie, einen eigenen Prozessor zu entwickeln.

Das Ergebnis, der ARM1-Prozessor, bestand aus nur 33.000 Transistoren und war daher im Vergleich zu 68000 und 80286 deutlich günstiger und verbrauchte weniger Energie. Außerdem war der ARM ein 32-Bit-Prozessor.

Bedingte Anweisungen

Das erste wichtige Merkmal dabei ist, wie der Prozessor bedingte Anweisungen handhabt. In dem x86-Befehlssatz zum Beispiel gibt es viele bedingte Sprungbefehle wie jc, jg, jae usw. Auf dem ARM-Prozessor gibt es nur einen Sprungbefehl, nämlich b, aber alle verfügbaren Befehle können bedingt ausgeführt werden; eine bedingte Variante eines Sprungs ist keine separate Anweisung mehr, sondern eine Option zur Sprunganweisung. Damit ist aber auch ein bedingtes Addieren, Verschieben etc. möglich. Dadurch wird der Prozessor leistungsfähiger, da der Decoder im Prozessor nur noch einen Sprungbefehl erkennen muss. Die Logik, die bestimmt, ob ein Sprungbefehl ausgeführt wird, muss nicht mehr prüfen, ob es sich um einen Sprungbefehl handelt; die Logik funktioniert jetzt bei allen Anweisungen.

Schiebeoptionen

Werden die Ziffern einer Binärzahl um eine Stelle nach links verschoben, verdoppelt sich der Zahlenwert. Die meisten Prozessoren haben dafür separate Shift-Befehle ("shift"). Ein bemerkenswertes Merkmal des ARM-Befehlssatzes besteht darin, dass jeder Befehl Scrollfähigkeiten hat. Das x86-Befehlssatz hat beispielsweise folgenden Adressierungsmodus:

mov eax,[4*eax]

Nun, auf dem ARM kann der rechte Operand einer Anweisung um einige Stellen nach links verschoben werden. Damit kann man dasselbe erreichen, nur ist es dort flexibler jeder Anleitung erfolgen kann. Beispiel: Eine Gleitoperation kann auch auf den rechten Operanden angewendet werden, wenn hinzugefügt wird:

r0,r1,r2 hinzufügen lsl 2

was darauf ankommt

r0 := r1 (4*r2);

Diese Funktionalität lässt sich einfach in den Prozessor einbauen und ist dennoch sehr leistungsstark. Es stellt sicher, dass weniger Anweisungen im Programm benötigt werden.

Dadurch war der ARM-Prozessor nicht nur günstiger und sparsamer als seine Konkurrenten, sondern auch schneller.

Viel Glück

Obwohl der ARM-Prozessor selbst sehr erfolgreich geworden ist, ist seine sichtbare Rolle bescheiden. Acorn hat den Prozessor selbst verwendet Eichel Archimedes Computer und diese waren ihrer Zeit voraus. Diese Computer liefen zu der Zeit mit einem ziemlich fortschrittlichen Betriebssystem namens RISC-Betriebssystem, das speziell für den Einsatz mit dem ARM-Prozessor entwickelt wurde. Obwohl sich eine loyale Benutzergruppe entwickelt hat, waren diese Computer außerhalb des Bildungssektors nicht besonders erfolgreich. Im 1998 Acorn stellte den Bau von Desktop-Computern ein und konzentrierte sich ausschließlich auf den digitalen Fernsehmarkt.

Der Rest der Computerindustrie in der achtziger Jahre Hatte bisher wenig Interesse am Prozessor. MS-DOS wurde für die geschrieben 8086, und die drei großen unabhängigen Hersteller, Apfel, Kommodore und Atari, widmeten sich dem Motorola68000. Der Stromverbrauch spielte damals eine untergeordnete Rolle und die konkurrierenden Prozessoren konnten zu vernünftigen Preisen produziert werden. Doch zu Beginn des Die Neunziger Apple zeigte ein wachsendes Interesse am ARM-Prozessor und gründete später mit Acorn ein Unternehmen, das sich ausschließlich der Entwicklung dieser Prozessorarchitektur widmete. Diese Zusammenarbeit wurde realisiert in 1991 mit der Gründung von Advanced RISC Machines Ltd. Eines der ersten konkreten Ergebnisse dieser Zusammenarbeit war der ARM610-Chip, den Acorn in seiner Risiko-PCWorkstation und Apple in ihr Newton-PDA eingesetzt haben.

Die Entwicklung beschleunigte sich, als das Unternehmen den ARM7TDMI, eine Version seines siebten Prozessorkerns, der den ARMv4T-Befehlssatz enthält, an Chiphersteller lizenzierte. atmel, Philips Halbleiter und STMicroelectronics. Ebenfalls Intel bekam eine Lizenz, die besonders bei especially pdas.

Der Stromverbrauch war unterdessen ein kritischer Faktor, insbesondere bei tragbarer Computerelektronik. Bei einem PDA zum Beispiel schlägt sich der Stromverbrauch sofort in der Lebensdauer des Gerätes nieder Batterien. So wurden in den notwendigen PDAs ARM-Prozessorkerne eingesetzt, von denen die Apfel-Newton und Sharp Zaurus sind die bekanntesten. Andere bekannte Produkte sind die Gameboy Advance und DS von Nintendo und der iPod, iPhone und iPad von Apfel.

Der Besitz der meisten verwendeten ARM-Prozessorkerne ist unbekannt; sie treten unter anderem auf in Mobiltelefone, Fernseher, Autos und Waschmaschinen. Im Jahr 2011 konnte die Taktrate eines ARM-Prozessors auf 2,5 GHz erhöht werden.^[1]

Bahnbrechend war die Ankündigung von Microsoft, eine neue Version des Windows-Betriebssystems und der beliebten Office-Suite für die ARM-Plattform zu entwickeln.^[2]. Das Microsoft Surface wurde jetzt mit Windows RT auf den Markt gebracht, das auf einem ARM-Prozessor läuft^[3].

Am 22. Juni 2020 angekündigt Apfel ihre Computer mit einem proprietären ARM-Prozessor auszustatten^[4] , die sogenannte Apfel M1. Seit November 2020 ruht Apple sowohl die Macbook Pro wenn MacBook Air mit diesem proprietären Prozessor.

Externe Links

• (und) ARM Ltd.
• (und) RISC-Betriebssystem

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