AArch64

AArch64, также известная как ARM64, является 64-разрядной версией семейства архитектур ARM, широко используемого набора конструкций компьютерных процессоров. Он был представлен в 2011 году с архитектурой ARMv8 и позже стал частью серии ARMv9. AArch64 позволяет процессорам обрабатывать больше памяти и выполнять более быстрые вычисления, чем более ранние 32-разрядные версии. Он разработан для работы вместе со старым 32-разрядным режимом, известным как AArch32, что обеспечивает совместимость с широким спектром программного обеспечения. Устройства, использующие AArch64, включают смартфоны, планшеты, персональные компьютеры и серверы. Архитектура AArch64 продолжает развиваться за счет обновлений, которые улучшают производительность, безопасность и поддержку сложных вычислительных задач^[1].

ARM AArch64 (64-bit)
Представлена	2011; 14 лет назад (2011)
Версии	ARMv8-A, ARMv8-R, ARMv9-A

Ключевые характеристики

В ARMv8-A, ARMv8-R и ARMv9-A «Состояние выполнения» определяет ключевые характеристики среды процессора. Сюда входит количество бит, используемых в первичных регистрах процессора, поддерживаемые наборы инструкций и другие аспекты среды выполнения процессора. Эти версии архитектуры ARM поддерживают два состояния выполнения: 64-битное состояние AArch64 и 32-битное состояние AArch32^[2].

Соглашения об именовании

• 64-бит:
  • Состояние выполнения: AArch64
  • Наборы инструкций: A64
• 32-бит:
  • Состояние выполнения: AArch32
  • Наборы инструкций: A32 + T32
  • Пример: ARMv8-R, Cortex-A32^[3].

ARM-A (архитектура приложения)

Платформа Armv8-A с процессором ARM Cortex-A53

Анонсированный в октябре 2011 года^[4], ARMv8-A представляет собой фундаментальное изменение архитектуры ARM. Он добавляет необязательное 64-битное состояние выполнения, названное «AArch64», и связанный с ним новый набор инструкций «A64», в дополнение к 32-битному состоянию выполнения, «AArch32», поддерживающему 32-битные наборы инструкций «A32» (исходный 32-битный ARM) и «T32» (Thumb/Thumb-2). TПоследние наборы инструкций обеспечивают совместимость пользовательского пространства с существующей 32-битной архитектурой ARMv7-A. ARMv8-A позволяет выполнять 32-битные приложения в 64-битной ОС, а 32-битная ОС находится под контролем 64-битного гипервизора^[5]. ARM анонсировала свои ядра Cortex-A53 и Cortex-A57 30 октября 2012 года^[6]. Apple была первой, кто выпустил совместимое с ARMv8-A ядро (Cyclone) в потребительском продукте (iPhone 5S). AppliedMicro, использующая FPGA , была первой, кто продемонстрировал ARMv8-A^[7]. Первая система на кристалле ARMv8-A от Samsung — это Exynos 5433, используемая в Galaxy Note 4, которая включает два кластера по четыре ядра Cortex-A57 и Cortex-A53 в конфигурации ARM big.LITTLE; но она будет работать только в режиме AArch32^[8]. ARMv8-A включает VFPv3/v4 и расширенный SIMD (Neon) в качестве стандартных функций как в AArch32, так и в AArch64. Он также добавляет криптографические инструкции, поддерживающие AES, SHA-1/SHA-256 и арифметику конечных полей^[9].

Процессор ARMv8-A может поддерживать один или оба AArch32 и AArch64; он может поддерживать AArch32 и AArch64 на более низких уровнях исключений и только AArch64 на более высоких уровнях исключений^[10]. Например, ARM Cortex-A32 поддерживает только AArch32,^[11] ARM Cortex-A34 поддерживает только AArch64,^[12] а ARM Cortex-A72 поддерживает как AArch64, так и AArch32^[13]. Процессор ARMv9-A должен поддерживать AArch64 на всех уровнях исключений и может поддерживать AArch32 на уровне EL0^[10].

ARM-R (архитектура реального времени)

Архитектура ARM-R, в частности профиль Armv8-R, разработана для удовлетворения потребностей приложений реального времени, где предсказуемое и детерминированное поведение имеет важное значение. Этот профиль фокусируется на обеспечении высокой производительности, надежности и эффективности во встраиваемых системах, где ограничения реального времени имеют решающее значение.

С введением дополнительной поддержки AArch64 в профиле Armv8-R возможности реального времени были дополнительно улучшены. Cortex-R82^[14] является первым процессором, реализующим эту расширенную поддержку, привнося несколько новых функций и улучшений в область реального времени^[15].