抢滩高地 2014年64位移动处理器前瞻

2014年的手持移动市场，64位必将成为一个重要的话题。PC在2003年进入64位时代，内存可寻址空间突破了4GB的限制。十多年后的今天，64位处理器在移动市场的出现，是否意味着新一轮的技术突破？采用64位处理器的移动产品能带给用户怎样不同的体验？厂商又是怎样看待64位技术的？

自从苹果在2013年9月的新品发布会上公布了64位的A7处理器后，Android市场中还处在频率和核心大战的ARM阵营似乎找到了新的方向。没错，64位处理器，这个曾经让AMD和英特尔争吵不休的技术，已经走进了手持移动平台。不过，考虑到iOS封闭的系统和苹果完全独立的运营模式，目前除了购买iPhone和iPad，用户似乎没有其他办法体验到64位移动处理器。别急，很多移动处理器厂商都已经摩拳擦掌，准备或者已经发布了基于ARM架构的64位处理器。

32位，有点不够

说起ARM处理器的64位计划，就不得不先提到ARM公司。实际上ARM早在2011年10月就公布了自己的64位架构——ARMv8。ARMv8是基于32位的ARMv7架构设计而来，在保留了大量ARMv7关键性技术的基础上，引入了一套全新的指令集用于处理64位指令集，并完全兼容32位ARM指令。在ARM的设想中，从ARMv7过渡到ARMv8的过程是稳健的，不会损失任何之前在32位系统上累积起来的优势，同时保持ARM处理器高能耗比的特性。

ARM为何会在2011年就提出64位架构呢？先来看看64位哪方面的优势吸引了ARM。一般来说，一颗处理器有“64位”特征的地方很多，比如地址总线、内存总线等，但是真正涉及处理器代次的“64”，往往仅指64位宽的寄存器。这是因为内存数据的地址会存放在寄存器中，使用64位宽的寄存器显而易见的优势就是内存可以支持大2的64次方（大约16EB，1EB=1024PB，1PB=1024TB，1TB=1024GB，但是考虑到地址总线等原因，目前大部分产品多支持16TB内存），而32位处理器多只能支持4GB内存。

苹果在iPhone 5S上使用的A7处理器，是业界首款64位ARM处理器。

目前顶级的Android手机已经开始配备3G B内存，这个数据在一年后很可能达到4GB，到那个时候32位处理器对内存容量的支持就到顶了。图为目前配备3GB内存、2K显示屏的vivo Xplay3S。

回头看看2011年的手机市场。苹果在这一年发布了iPhone 4s，内存为512MB。而Android阵营的代表三星发布了GALAXY S2，内存提升到1GB。之后的2012、2013年，苹果iPhone新品的内存多到1GB，而Android产品在内存提升的速度上更快，主流Android手机的内存普遍在1GB～2GB，而现在配备3GB内存的Android手机已经上市。很快，32位处理器仅仅支持4GB内存的瓶颈就要显现出来。

从这一点来看，ARM布局64位就顺理成章了。其实除了这一点，还有一个原因是ARM一直想拓展自家处理器的应用范围，包括服务器、数据库甚至桌面应用，使其不再局限于移动设备和超低功耗设备。而32位ARM处理器首先就会被内存容量所累，虽然目前也有很多技术能让32位处理器调用更大的内存，但毕竟治标不治本。

综合来看，想到更广阔的海洋里去遨游，32位处理器还真有些捉襟见肘。即使不考虑任何性能方面的进步，仅仅是内存一项，就有充足的理由让ARM将处理器寄存器从32位升级到64位。在2011年，ARM开始规划这一设计，并给出了大量的技术细节、白皮书资料。2012年，ARM开始组建有关64位ARM处理器的相关计算、开发、应用生态圈，并计划从2013年开始，在软件端和硬件端联合推广64位产品。在这一背景下，苹果首先吃到了螃蟹，A7处理器使用了兼容ARMv8的架构，升级到64位——虽然苹果依旧只给iPhone 5s配备1GB内存。