ARM：IoT将再度推动芯片架构转变

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    预见到物联网(Internet of things, IoT)即将对世界带来深远影响， ARM 技术长 Mike Muller 日前在年度 IMEC 技术论坛 (IMEC Technology Forum)上表示，现行的芯片架构确实有再微缩的必要。

Muller在 IMEC的演讲中将 ARM在1983年设计的微处理器与今天的产品进行了比较，指出在系统硬件、操作系统和应用软件方面，都已经有了长足进展；接下来，他大略描绘了2020年的微处理器架构需求。他指出，2020年的解决方案器将需要更多微型嵌入式传感器，并透过云端服务器一起建构出崭新的物联网世界。

一开始，Muller先快速回顾了PC的发展历程。一开始，PC是许多技术爱好者热衷的产品，接下来才成为普及的运算平台。之后，“我们看到行动产品问世，而行动语音应用也开始驱动该产业朝32位微控制器的方向过渡，这也带来了更先进的「整洁架构」(clean architecture)，”他说，

                               
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数据源：ARM和Asymco。

芯片微缩技术大幅提升了产品性能，但在平行运算中，功率却已成为当前设计的最主要约束，特别是我们正在朝物物相连的行动世界前进之际。

Muller指出，操作在次阈值条件下，会牺牲性能并产生大量的功率增益，他接着将重点转向近阈值计算(NTC)技术，指出由于供应电压往往会等于晶体管的阈值电压，因此，与次阈值条件相比，NTC可节省更多功耗，而且毋须牺牲性能。

                               
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近阈值计算(NTC) / 数据源：ARM

为了尽可能降低功耗，Muller表示，“在节能领域中，所有工作都必须以耗费最少能量为宗旨

来进行。最简单的方法，就是快速运作和快速停止。若要进一步降低功耗、提高速度，那么功率闸控是最有效率的，但仍需要一个较慢的频率来控制周期内的泄漏。

子频率功率闸控能大幅减少慢频率的漏电流，但你必须针对每一个新频率周期上的逻辑重新计算。”Muller接着提出了专门针对减少数字电路中漏电流的子频率功率闸控技术。该技术能与电压和频率调节技术同时运作，透过主动模式期间之频率周期内的功率闸控来达到降低功耗的目标，而不像是传统的功率闸控技术，是在闲置模式内的频率周来完成。ARM的65nm Cortex-M0已经证实可提高25倍的节能效率。

                               
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数据源：ARM

到2020年，Muller表示，物联网的连接设备数量将达到一千亿个，这对行动通讯产业的软硬件价值链都将带来直接影响。

今天的软件仍然使用与1986年相同的编译程序技术，Muller说。“而软件已经逐渐转移到新的框架和语言了，如Agile、HTML5、Ruby onRails、JAVA、JavaScript、UML、Android等。我们已经开发了编译程序，不过，我们也不知道接下来会发生什么事。我现在还没有看到任何革命发生的迹象。除了大规模的系统重外以外，我也没有看到什么相关的解决方案。因此，最终我们将不得不从硬件开始改革，而后再带动软件演进。”