ARM (ursprünglich Acorn RISC Machine, heute Advanced RISC Machine) ist eine äußerst erfolgreiche RISC-Prozessorarchitektur. ARM-Chips stecken in nahezu allen Smartphones, vielen Embedded-Systemen und zunehmend auch in Servern und Laptops — vom Raspberry Pi bis zu Apples M-Serie.
Das Lizenzmodell
ARM Ltd. fertigt selbst keine Chips, sondern lizenziert die Architektur und fertige Kern-Designs (Cortex) an Partner wie Apple, Qualcomm, Samsung, Broadcom und Nvidia. Diese integrieren die Kerne in eigene System-on-Chips (SoCs) und dürfen eigene Erweiterungen entwickeln. Apples M1/M2/M3 zum Beispiel basieren auf ARM-Lizenz, sind aber eigene Designs.
Geschichte
- 1985: Der ARM1 entsteht bei Acorn Computers in Großbritannien.
- 1990: Advanced RISC Machines Ltd. wird gegründet; Apple steigt ein.
- 2016: Übernahme durch die SoftBank Group.
- 2023: Börsengang an der Nasdaq.
Wichtige Architektur-Generationen
- ARMv7 (32 Bit): Cortex-A7, Cortex-A15 — Grundlage der Smartphone-Ära.
- ARMv8 (AArch64, 64 Bit): Cortex-A53, Cortex-A72 — Wechsel zur 64-Bit-Welt, Basis des Raspberry Pi 3-5.
- ARMv9: aktuelle Generation mit verstärkter Sicherheit (Memory Tagging, Confidential Compute).
Vorteile und Einsatzgebiete
ARM-Kerne zeichnen sich durch hohe Energieeffizienz aus — weniger Stromverbrauch pro Rechenoperation als vergleichbare CISC-Prozessoren wie x86. Das macht sie ideal für Batteriegeräte. Wichtige Einsatzgebiete:
- Smartphones und Tablets: über 99 Prozent aller Geräte nutzen ARM-basierte SoCs.
- Embedded-Systeme: Router, Sensoren, Autos, Industrie — meist kleinere Cortex-M-Kerne.
- Einplatinencomputer: der Raspberry Pi verwendet ARM-Kerne von Broadcom.
- Server und Cloud: AWS Graviton, Ampere Altra — ARM-Server erreichen inzwischen Rechenzentrums-Niveau bei deutlich geringerem Stromverbrauch.
big.LITTLE und heterogenes Computing
Viele ARM-SoCs kombinieren leistungsstarke und sparsame Kerne im selben Chip. big.LITTLE (heute DynamIQ) wählt je nach Last automatisch die passende Kerngruppe — ein Beispiel für ein heterogenes Multikern-Design.
Verwandte Grundlagen: RISC, CISC, CPU, Instruktionssatz, Mikroarchitektur.