Was ist die ARM-Architektur in Computern und warum ist sie wichtig?

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Die ARM- Architektur hat sich von der Stromversorgung einfacher Geräte hin zu Laptops, Desktop-PCs und Servern entwickelt . Wenn Sie jemals ein Android-Smartphone, ein iPhone, einen Raspberry Pi oder einen neueren Mac benutzt haben, haben Sie bereits mit Prozessoren gearbeitet, die auf diesem Design basieren – auch wenn Ihnen das nicht bewusst war.

Im Folgenden betrachten wir die ARM-Architektur in Computern genauer: Was ist sie eigentlich? Wie funktioniert sie? Woher kommt sie? Und warum verändert sie die Computerlandschaft im Vergleich zu Intels und AMDs x86-Architektur ? Wir gehen außerdem auf ihre Beziehung zu RISC-V, ihre Rolle in Windows, macOS und Linux ein und erläutern, warum große Hersteller diesen Prozessortyp bevorzugen.

Was ist die ARM-Architektur und worauf basiert sie?

Wenn wir von ARM sprechen, meinen wir eine RISC-Befehlssatzarchitektur (Reduced Instruction Set Computing) , die für energiearme, aber immer leistungsfähigere Prozessoren entwickelt wurde und von winzigen Mikrocontrollern bis hin zu Personalcomputern und Rechenzentren eingesetzt wird.

Im Gegensatz zu CISC-Architekturen wie x86/x86-64 (siehe die Unterschiede zwischen Intel- und AMD-Prozessoren ) basiert ARM auf einem einfacheren, kompakteren und hocheffizienten Befehlssatz . Dies ermöglicht Prozessoren mit weniger Transistoren, geringerer interner Komplexität und deutlich niedrigerem Stromverbrauch – ein Schlüsselfaktor für ultraleichte Mobilgeräte und Laptops.

Wichtig ist, dass ARM Holdings (jetzt Arm Ltd.) keine Prozessoren herstellt . Das Unternehmen entwickelt die Architektur und die Kerne und lizenziert diese Technologie anschließend an Dritte (Apple, Qualcomm, Samsung usw.), die sie durch Hinzufügen von kundenspezifischen GPUs, Speichercontrollern, Modems und anderen Komponenten in ihre eigenen SoCs integrieren.

In der Praxis bedeutet dies, dass es Hunderte von ARM-Prozessorvarianten mit sehr unterschiedlichem Verhalten und unterschiedlicher Leistung gibt , obwohl sie alle die gleiche Befehlssatzbasis teilen, was die Entwicklung kompatibler Betriebssysteme und Anwendungen ermöglicht.

Eine kurze Geschichte von ARM: von Acorn zur Marktführerschaft

Die Geschichte von ARM beginnt 1983, als Acorn Computers beschloss, auf Basis ihrer Erfahrungen mit dem MOS 6502 , dem damals in vielen ihrer PCs verbauten Chip, einen neuen Prozessor zu entwickeln. Das Projekt wurde von Sophie Wilson und Steve Furber geleitet.

Ihr Ziel war die Entwicklung eines fortschrittlichen, aber intern sehr einfachen Prozessors ohne Mikrocode und mit einer klaren RISC-Architektur . 1985 stellten sie den ersten Prototyp, den ARM1, fertig, und 1986 erschien der ARM2, die erste kommerzielle Version, die in Computern wie dem Acorn Archimedes zum Einsatz kam.

Der ARM2 verfügte über einen 32-Bit-Datenbus, einen 26-Bit-Adressraum und 16 32-Bit-Allzweckregister . Eines dieser Register diente als Programmzähler (PC), wobei einige Bits für Statusflags verwendet wurden. Technisch war er extrem einfach aufgebaut: etwa 30.000 Transistoren und kein Cache-Speicher.

Diese Einfachheit führte zu einem für die Zeit lächerlich niedrigen Energieverbrauch und einer Leistung, die der eines Intel 286 überlegen war. Sein Nachfolger, der ARM3, fügte einen kleinen 4 KB großen einheitlichen Cache hinzu, der den wiederholten Speicherzugriff deutlich verbesserte.

Ende der 80er Jahre begann Apple die Zusammenarbeit mit Acorn an neuen Versionen des ARM-Kerns . Um Bedenken anderer Hersteller auszuräumen, wurde 1990 das unabhängige Unternehmen Advanced RISC Machines (ARM) gegründet, das mit der Entwicklung und Lizenzierung zukünftiger Prozessorgenerationen beauftragt wurde.

In dieser Phase entstand der ARM6, der 1991 eingeführt und von Apple im Newton (ARM 610) und von Acorn im RiscPC verwendet wurde. Der Kern blieb überraschend einfach: nur 35.000 Transistoren , was die Integration mit verschiedenen Peripheriegeräten und die Bildung kundenspezifischer Systeme ermöglichte.

ARM gelang der große Durchbruch im Konsumentenmarkt mit dem ARM7TDMI, der in Millionen von Mobiltelefonen, Handheld-Konsolen und eingebetteten Systemen verbaut ist . Gleichzeitig lizenzierte Digital (DEC) das Design und entwickelte den StrongARM, der mit 233 MHz arbeitet und dabei nur etwa 1 W verbraucht – ein Meilenstein in Sachen Effizienz.

Im Laufe der Zeit gelangte diese Technologie in die Hände von Intel, die sie in ihre Intel i960-Familie und XScale-Lösungen integrierte, während auch andere Giganten wie Freescale, IBM, Texas Instruments, Nintendo, Philips, Samsung, STMicroelectronics oder Atmel die ARM-Architektur lizenzierten.

Heute sind rund drei Viertel aller 32-Bit-Prozessoren weltweit mit ARM-Kernen ausgestattet . Dies bedeutet eine enorme Verbreitung: Festplatten, Router, Spielzeug, Autos, Fernseher, Mobiltelefone, Tablets, Laptops und zunehmend auch PCs und Server.

Wichtigste ARM-Prozessorfamilien

Im Laufe der Jahrzehnte hat ARM verschiedene Familien und Versionen der Architektur (ARMv1, v2, v3 usw.) herausgebracht, die jeweils Verbesserungen in Leistung, Speicherkapazität, Caches, Gleitkommaunterstützung und zusätzlichen Funktionen bieten.

Die ersten Generationen, wie ARM1, ARM2 und ARM3 (ARMv1 und ARMv2) , konzentrierten sich auf die Bereitstellung einer sehr einfachen 32-Bit-CPU für Computer wie den BBC Micro mit einem ARM-Coprozessor, den Acorn Archimedes oder den RiscPC. Diesen Chips fehlte eine vollständige MMU (in einigen Fällen wurde ein externes MEMC verwendet) und sie besaßen kaum oder gar keinen Cache.

Mit der ARM6 (ARMv3) -Familie erfolgt der Sprung zur vollständigen 32-Bit-Adressierung, und es werden Kerne wie ARM600 oder ARM610 integriert, einige davon mit integriertem Cache und speziellen Bussen für Gleitkomma-Coprozessoren.

Später folgten ARM7 und ARM7TDMI (ARMv3 und ARMv4T) mit Unterstützung für den 16-Bit-Thumb-Befehlssatz, eine dreistufige Pipeline und Varianten mit Cache, MMU oder MPU. Diese Kerne bilden die Grundlage für beliebte Produkte wie den Game Boy Advance, den Nintendo DS, den Apple iPod und eingebettete Systeme von NXP, Atmel und Psion.

Parallel dazu erscheint die StrongARM (ARMv4) -Familie , das Ergebnis einer Zusammenarbeit mit DEC, die sich auf die Erzielung einer hohen MIPS-Leistung pro Watt für PDAs und kleine Computer (Apple Newton 2×00, iPAQ, Zaurus usw.) konzentriert, mit für die damalige Zeit relativ großen L1-Caches und einer vollständigen MMU.

Später führten die ARM9-, ARM9E- und ARM10E-Serien (ARMv4T und ARMv5) tiefere Pipelines, Verbesserungen der DSP-Befehle, eine breitere Thumb-Unterstützung, Jazelle-Funktionen zur Ausführung von Java-Bytecode in Hardware sowie größere, konfigurierbare Caches ein. Diese Kerne werden in Mobiltelefonen, Digitalkameras, Netzwerkgeräten, Handheld-Konsolen und unzähligen anderen System-on-a-Chips (SoCs) eingesetzt.

Ein wichtiger Zweig ist XScale (ARMv5TE) , der von Intel übernommen wurde und für Anwendungsprozessoren und Netzwerkprozessoren mit hohen Frequenzen, großzügigen L1/L2-Caches und in einigen Fällen RAID-Beschleunigern oder sehr spezifischen E/A-Funktionen entwickelt wurde.

ARM11 (ARMv6) führte eine Pipeline mit bis zu neun Stufen, SIMD-Unterstützung, Thumb-2, Jazelle DBX, DSP-Verbesserungen und Sicherheitstechnologien wie TrustZone ein. Diese Kernel wurden in bekannten Geräten wie dem ersten iPhone, frühen iPod touch-Modellen, einigen Nokia-Nseries-Handys, Spielekonsolen und dem ersten Raspberry Pi verwendet.

Die große moderne Revolution begann mit der Cortex- Familie , insbesondere mit den Anwendungsprofilen ARMv7-A und späteren Versionen. Kerne wie der Cortex-A5, Cortex-A8, Cortex-A9 und ihre Mehrkernvarianten (MPCore) wurden zum De-facto-Standard in Smartphones, Tablets, Smart-TVs und leichten Laptops.

Diese Kerne verfügen über superskalare Ausführung, tiefe Pipelines, NEON (SIMD), VFP für Gleitkommaoperationen, das erweiterte Thumb-2 und TrustZone . Sie finden sich in SoCs wie denen der Texas Instruments OMAP-Serie, Samsung Exynos, Nvidia Tegra, Qualcomm Snapdragon und Apple A4/A8 und deren Nachfolgern.

Im Bereich der eingebetteten Systeme und Mikrocontroller stechen die Cortex-R (Echtzeitprofil) und Cortex-M (Mikrocontrollerprofil) Familien hervor , mit Varianten wie Cortex-R4, Cortex-M0, M1, M3 und M4, die für kritische Systeme, industrielle Steuerung, Automobilindustrie und Unterhaltungselektronik entwickelt wurden, wo Vorhersagbarkeit der Reaktionszeit und Effizienz von größter Bedeutung sind.

ARM-Befehlssatz: RISC, bedingte Anweisungen und Daumenmodi

Der ARM-Befehlssatz wurde von Grund auf als reines RISC konzipiert: einfache Befehle fester Größe, die in vielen Fällen in einem Taktzyklus ausgeführt werden können . Entscheidend ist, dass der Compiler effiziente Sequenzen mit wenigen, hochatomaren Befehlen generiert.

Eine besondere Eigenschaft ist, dass in klassischen 32-Bit-Modi jede Anweisung einen Bedingungscode in ihren höchstwertigen 4 Bits enthält . Dadurch kann praktisch jede Anweisung bedingt ausgeführt werden (nur wenn bestimmte Flags erfüllt sind), was die Notwendigkeit von Sprüngen reduziert und Pipeline-Blasen in kleinen Codeblöcken mit häufigen Bedingungen verhindert.

Darüber hinaus ermöglicht ARM die Kombination von arithmetischen/logischen Operationen mit Registerverschiebungen und -rotationen in einem einzigen Befehl . Beispielsweise kann etwas, das in C „a += (j << 2);“ entspricht, als einzelner ARM-Befehl ausgedrückt werden, der einen verschobenen Wert zum Register addiert, wodurch Befehle und Speicherzugriffe eingespart werden.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass der Adressraum Prä- und Postinkrement-Modi, relative Adressierung und andere flexible Adressierungsmethoden unterstützt , die bei anderen, ebenfalls als RISC betrachteten Architekturen unüblich sind. All dies trägt dazu bei, die Gesamtzahl der Befehle zu reduzieren und die Leistung pro Taktzyklus zu verbessern.

Die klassische Architektur definiert 16 für den Programmierer sichtbare Register mit je 32 Bit (R0-R15) . Prinzipiell sind sie symmetrisch, obwohl R15 als Programmzähler (PC) verwendet wird, R14 üblicherweise als Link-Register (Rücksprungadresse von Unterprogrammen oder Ausnahmen) dient und R13 als Stackpointer verwendet wird.

ARM verfügt über zwei Hauptausführungsmodi: den ARM-Modus (32-Bit-Befehle) und den Thumb-Modus (16-Bit-Befehle) . Der ARM-Modus bietet mehr Leistung (einen umfassenderen Befehlssatz), erzeugt aber größeren Code. Der Thumb-Modus halbiert die Größe jedes Befehls, wodurch die Codedichte und in vielen Fällen die Leistung auf Systemen mit schmaleren Speicherbussen verbessert wird.

Thumb ist im Wesentlichen eine Teilmenge der am häufigsten verwendeten Befehle in der ARM-Architektur . Der erste Prozessor, der Thumb implementierte, war der ARM7TDMI, und seitdem unterstützen praktisch alle nachfolgenden Familien (ARM9, XScale, Cortex usw.) Thumb oder dessen Weiterentwicklung Thumb-2.

Darüber hinaus gibt es Jazelle DBX, eine Technologie, die es ermöglicht, Java-Bytecode direkt auf der Hardware bestimmter Kerne auszuführen (solche, deren Name ein „J“ enthält, wie z. B. ARM926EJ-S). Diese Funktionalität zielt darauf ab, Java Virtual Machines auf Geräten mit begrenzten Ressourcen zu beschleunigen.

Wichtigste Vorteile der ARM-Architektur

Die Popularität von ARM ist kein Zufall: Sie beruht auf einer Kombination aus Energieeffizienz, Designflexibilität, Kosten und einer für die meisten Anwendungen ausreichenden Leistung.

Einerseits können ARM-Kerne aufgrund ihrer RISC-Architektur mit einem relativ kleinen Befehlssatz und ohne umfangreichen Mikrocode mit deutlich weniger Transistoren als vergleichbare x86-Designs gefertigt werden . Weniger Transistoren bedeuten geringeren Stromverbrauch, weniger Wärmeentwicklung und kleinere, kostengünstigere Chips.

Dadurch können ARM-Prozessoren eine sehr gute Leistung bei minimalem Stromverbrauch bieten , was bei Mobiltelefonen, Tablets, ultraleichten Laptops, IoT-Geräten und eingebetteten Systemen, die mit Batterien betrieben werden oder thermischen Beschränkungen unterliegen, von entscheidender Bedeutung ist.

Das Lizenzmodell spielt ihm ebenfalls in die Karten: ARM verkauft das geistige Eigentum seiner Kerne an alle Arten von Herstellern , die diese anpassen, mit anderen Blöcken (GPU, Modem, KI-Beschleuniger) kombinieren und so vollständig auf ihre Produkte zugeschnittene SoCs erstellen können.

Dadurch entsteht ein riesiges Ökosystem von Herstellern mit ständigen Verbesserungen in Leistung und Effizienz sowie einem sehr breiten Angebot für nahezu jede Nische: von ultra-günstigen Mikrocontrollern bis hin zu 64-Bit-CPUs für Server.

Zusammenfassend bietet ARM einen geringen Stromverbrauch, erschwingliche Kosten, eine hohe Codedichte, ausgereifte Tools und eine mehr als zufriedenstellende Leistung, die sich stetig verbessert . Zwar erreicht ARM in High-End-Gaming-PCs nicht immer die maximale Leistung von x86, doch ist dies in den meisten Anwendungsfällen auch nicht nötig.

32-Bit- und 64-Bit-ARM: Aktuelle Entwicklungen

Die ersten ARM-Designs waren 32-Bit-Architekturen und dominierten jahrzehntelang den Markt für eingebettete Systeme und mobile Geräte . Ab 2011 führte Arm jedoch Architekturen mit nativer 64-Bit-Unterstützung ein (ARMv8 und spätere Versionen), wodurch die Möglichkeit für deutlich anspruchsvollere Aufgaben geschaffen wurde.

Der Wechsel zur 64-Bit-Architektur in ARM ging nicht zulasten der RISC-Effizienz; vielmehr wurde er durch das ausgefeiltere Design des modernen Befehlssatzes erreicht . Dies ermöglicht deutlich größere Speicheradressen und hochpräzise arithmetische Operationen – etwas, das in High-End-Mobilgeräten und natürlich auch in Computern und Servern bereits unerlässlich ist.

Die im Vergleich zu x86 geringere Komplexität bleibt ein Vorteil: Selbst in ihren 64-Bit-Versionen benötigen ARM-Prozessoren für die gleiche Aufgabe weniger Transistoren , was zu geringeren Herstellungskosten und einem geringeren Stromverbrauch führt.

Im Bereich der Personalcomputer hat sich dies in Prozessoren wie Apple Silicon (M1, M2, M3…) und Qualcomms neuem Snapdragon X Elite manifestiert , die Hochleistungskerne mit hocheffizienten Kernen und einer integrierten Grafik kombinieren, die in der Lage ist, bei allgemeinen Aufgaben mit vielen x86-Laptops zu konkurrieren.

Einsatz von ARM in Computern, Laptops und anderen Geräten

Traditionell wurden ARM-Prozessoren für Smartphones, Tablets, Smart-TVs, Router, tragbare Konsolen und Geräte verwendet , bei denen ein geringer Stromverbrauch im Vordergrund stand und die volle Leistung eines Desktop-PCs nicht benötigt wurde.

Doch das ändert sich schnell. Auf der einen Seite haben Geräte wie der Raspberry Pi gezeigt, dass ein ARM-System mit einem geeigneten Betriebssystem (in der Regel Linux) perfekt als Desktop-Mikrocomputer oder Mini-PC für Büroaufgaben , zum Surfen im Internet und für einfache Programmierarbeiten geeignet ist.

Wir haben auch leistungsstärkere ARM-basierte Produkte wie den NVIDIA Tegra X1 gesehen , der von Nvidia in seinem Shield TV und vor allem von Nintendo in der Switch verwendet wird, wo das Gleichgewicht zwischen Grafikleistung und Stromverbrauch von entscheidender Bedeutung ist.

Im Bereich der fortschrittlichen Tablets hat Apple mit seinen Chips der A-Serie (und später der M-Serie) gezeigt, dass ein gut konzipierter ARM-SoC spektakuläre Leistungen bei kreativen Anwendungen, Büroarbeiten und intensivem Multitasking erbringen kann, ohne dass aggressive Lüfter erforderlich sind.

Microsoft seinerseits integriert ARM-Prozessoren in Geräte wie das Surface Pro X und andere Varianten der Surface-Familie und setzt dabei auf leichte, leise Geräte mit integrierter LTE-Konnektivität, die mit herkömmlichen Laptops für mobiles Arbeiten konkurrieren können.

Google forciert derweil ARM in seinem Chromebook-Ökosystem . Chrome OS, basierend auf Chromium und Android, eignet sich hervorragend für diese Architektur und ermöglicht erschwingliche, leichte Laptops mit exzellenter Akkulaufzeit. Viele Chromebook-Hersteller setzen daher auf ARM-SoCs, um die Akkulaufzeit zu maximieren und die Kosten zu senken.

ARM-Prozessoren und Betriebssysteme: Windows, macOS, Linux und andere

Obwohl viele Menschen ARM nur mit mobilen Geräten assoziieren, bieten die meisten großen Betriebssysteme bereits eine ausgereifte Unterstützung für diese Architektur , sowohl in eingebetteten Varianten als auch in Desktop- und Serverumgebungen.

Im Mobilbereich setzen Android und iOS seit Jahren fast ausschließlich auf ARM-Prozessoren und profitieren so von deren Effizienzvorteilen. Apple hat diese Philosophie mit dem Übergang zu Apple Silicon auch auf seine Desktop- und Laptop-Computer ausgeweitet und Intel x86-Prozessoren aufgegeben.

Auf Macs mit ARM-Prozessoren bietet Apple Rosetta 2 an, ein Übersetzungssystem, das es ermöglicht, für Intel kompilierte Anwendungen mit überraschend guter Leistung auszuführen. Dies hat den Übergang erheblich erleichtert, sodass heute fast alle relevanten Anwendungen auch als native ARM-Version verfügbar sind.

Innerhalb des Microsoft-Ökosystems hat Windows verschiedene Ansätze für ARM verfolgt . Windows CE und Windows Embedded Compact unterstützten ARMv5, v6 und v7 jahrelang im Embedded-Bereich. Später folgte Windows 8 RT für ARM-Tablets wie das erste Surface, das aufgrund von Softwarebeschränkungen jedoch nur mäßige Erfolge erzielte.

Windows 10 und Windows 11 gehen noch einen Schritt weiter und bieten ARM-Versionen mit x86-Anwendungsemulation . In Windows 11 haben sich Emulation und Leistung deutlich verbessert, obwohl es weiterhin Kompatibilitätsprobleme mit einigen klassischen Desktop-Programmen gibt.

Unterdessen haben Linux- und UNIX-ähnliche Systeme ARM mit großer Begeisterung aufgenommen . Distributionen wie Debian, Ubuntu, Arch Linux, Kali, Manjaro, Gentoo und Oracle Linux bieten offizielle Images für verschiedene ARM-SoCs an, darunter auch für Raspberry Pi und andere Boards.

Auf der BSD-Seite unterstützen FreeBSD, NetBSD und OpenBSD allesamt mehrere ARM-Plattformen , und ältere Systeme wie RISC iX liefen auf Acorn-Rechnern, die auf ARM2/ARM3 basierten. Darüber hinaus gab es auch für Solaris und andere UNIX-Varianten Implementierungen dieser Architektur.

Im Bereich der Echtzeit- und Embedded-Betriebssysteme ist ARM in Android (bei Embedded-Geräten), Windows CE/Embedded, .NET Micro Framework, ChibiOS/RT, FreeRTOS, eCos, Integrity, Nucleus, QNX, RTEMS, ThreadX, VxWorks, uTasker, MQX und vielen weiteren Systemen vertreten . Die Liste ist enorm, da praktisch jedes moderne RTOS mindestens ein ARM-Profil unterstützt.

Intel, ARM und die Inspiration hinter der big.LITTLE-Architektur

Klassische Desktop- und Laptop-Prozessoren, insbesondere die von Intel und AMD, verwenden seit Jahren CISC x86/x86-64-Architekturen mit größeren und komplexeren Kernen , die von leistungsstarken Netzteilen und dedizierten Kühlsystemen angetrieben werden.

Im Gegensatz dazu setzen ARM-Designs für Mobiltelefone und eingebettete SoCs seit langem auf heterogene Architekturen vom Typ big.LITTLE , die leistungsstarke und effiziente Kerne innerhalb desselben Chips kombinieren, um den Verbrauch an die Arbeitslast anzupassen.

Diese Idee inspirierte Intels neue Generation von Hybrid-Core-Prozessoren, die Hochleistungskerne (P-Kerne) mit hocheffizienten Kernen (E-Kernen) in einem einzigen Gehäuse vereinen. Obwohl sie nicht auf ARM basieren, ahmen sie den von ARM eingeführten Ansatz zur Verbesserung der Gesamteffizienz und -leistung nach.

Was den direkten Wettbewerb angeht, war ARM bis vor Kurzem auf sehr spezielle Desktop-Projekte oder das Apple-Ökosystem beschränkt . Mit dem Snapdragon X Elite und ähnlichen Projekten wollen Qualcomm und andere Hersteller jedoch x86 in Mainstream-Laptops herausfordern.

Das größte Hindernis für ARM im Mainstream-PC-Bereich bleibt die Softwarekompatibilität und, im Gaming-Bereich, die Abhängigkeit von für x86 optimierten GPUs und Treibern . Solange AMD und Intel ihre Dominanz bei dedizierten Grafikkarten und Hochleistungsprozessoren behaupten, wird die Gaming-Welt weiterhin stark an x86 gebunden sein.

ARM vs. RISC-V: Zwei unterschiedliche RISC-Architekturen

In den letzten Jahren hat RISC-V, eine weitere RISC-Architektur, die in vielen Bereichen direkt mit ARM konkurriert , deutlich an Bedeutung gewonnen . Wie ARM ist auch RISC-V auf stromsparende Geräte ausgerichtet, unterscheidet sich aber in einem wesentlichen Punkt: Es handelt sich um eine offene und lizenzfreie Befehlssatzarchitektur (ISA).

Während die Verwendung von x86-64 oder ARM die Zahlung von Lizenzgebühren an Intel, AMD oder Arm Ltd. erfordert , kann jedes Unternehmen oder jede Einzelperson RISC-V-Prozessoren entwickeln, herstellen und verkaufen, ohne Lizenzgebühren für den Befehlssatz zahlen zu müssen. Dies macht RISC-V besonders attraktiv für Länder und Hersteller, die technologische Unabhängigkeit und Kostensenkung anstreben.

Aktuell verfügen sowohl ARM als auch RISC-V hinsichtlich ihrer reinen Leistungsfähigkeit über 64-Bit-Erweiterungen und Unterstützung für vollständige Betriebssysteme . ARM ist bereits in Android, iOS, macOS und Linux etabliert, während RISC-V zunehmend offizielle Unterstützung in Android (Google bewirbt es als Spitzenarchitektur) und in Linux-Distributionen wie Ubuntu und Fedora erhält.

Hinsichtlich der Herstellerunterstützung hat ARM weiterhin einen überwältigenden Vorteil . Fast alle heute erhältlichen Smartphones, Tablets und Smart-Geräte nutzen ARM, während die meisten aktuellen RISC-V-Chips immer noch auf Entwicklung, Mikrocontroller und sehr spezielle Produkte ausgerichtet sind.

RISC-V punktet jedoch klar mit seinem Preis und der größeren Designfreiheit . Da keine Lizenzkosten anfallen, lassen sich besonders günstige oder hochgradig individualisierte Produkte leichter entwickeln, was das Interesse von Ländern wie China und Russland an dieser Architektur für ihre eigenen Projekte erklärt.

Müssten wir uns jetzt für einen „Sieger“ entscheiden, wäre ARM in puncto Ökosystem, verfügbarer Software und Reife nach wie vor überlegen . RISC-V hingegen ist ein vielversprechender Konkurrent für die Zukunft, insbesondere in den Bereichen kostengünstige Geräte, IoT, Router, Einsteiger-PCs und Budget-Smartphones.

Im Großen und Ganzen hat sich die ARM-Architektur als einer der Eckpfeiler moderner Computertechnik etabliert : Sie treibt alles an, von den Mobiltelefonen des täglichen Gebrauchs über ultraleichte Laptops, Chromebooks und Macs mit Apple Silicon bis hin zu einer Vielzahl eingebetteter Systeme. Ihre RISC-Philosophie, die Kombination aus Energieeffizienz und mehr als ausreichender Leistung, ihr Lizenzmodell und die breite Betriebssystemunterstützung erklären, warum sie so viele Segmente dominiert, selbst angesichts neuerer Angebote wie RISC-V, die als offene Alternative in der CPU-Welt aufkommen.