當(dāng)您聽到“ARM主板”一詞時，您可能會想知道它與大多數(shù)個人計算機中使用的典型x86主板有何不同。事實是，ARM主板在從智能手機和平板電腦到服務(wù)器和嵌入式系統(tǒng)等各種應(yīng)用中越來越受歡迎。但是什么讓它們脫穎而出？為什么越來越多的行業(yè)轉(zhuǎn)向基于ARM的解決方案？

本文我們將深入探討ARM主板的世界，解釋它們的架構(gòu)、優(yōu)勢以及為什么它們是許多現(xiàn)代計算設(shè)備的首選解決方案。無論您是開發(fā)人員、技術(shù)愛好者還是想要了解基于ARM的系統(tǒng)的實際優(yōu)勢的人，這篇文章都將為您提供所需的所有信息。

什么是ARM主板？

ARM主板是使用ARM架構(gòu)處理器(CPU)作為中央處理單元的主板。ARM代表高級RISC機器，是一系列以低功耗和高效率而聞名的CPU，非常適合嵌入式設(shè)備、移動電話、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用甚至高性能計算。

與占據(jù)臺式機和筆記本電腦市場主導(dǎo)地位的英特爾和AMD的x86處理器不同，ARM處理器采用RISC（精簡指令集計算）架構(gòu)。這使得它們在處理、能效和用例方面有所不同。

ARM主板如何工作？

ARM主板的核心是基于ARM的CPU，它執(zhí)行指令以在系統(tǒng)內(nèi)執(zhí)行各種任務(wù)。這些主板通常設(shè)計為支持多個外圍設(shè)備、內(nèi)存和存儲選項，就像傳統(tǒng)的x86主板一樣。然而，關(guān)鍵的區(qū)別在于ARM處理器的效率和它設(shè)計運行的應(yīng)用程序。

基于ARM的系統(tǒng)采用片上系統(tǒng)(SoC)配置，其中不僅CPU，而且GPU（圖形處理單元）、RAM和其他組件都集成到單個芯片中。這種設(shè)計具有緊湊性和成本效益，使ARM主板成為許多移動和嵌入式設(shè)備的熱門選擇。

ARM主板的主要優(yōu)勢

1.能源效率

ARM主板的突出特點之一是其低功耗。ARM處理器的設(shè)計非常高效，與x86處理器相比，可顯著節(jié)省功耗。這對于電池壽命至關(guān)重要的應(yīng)用（例如智能手機、筆記本電腦和嵌入式系統(tǒng)）尤為重要。

基于ARM的設(shè)備通常功耗較低，同時提供足夠的處理能力來執(zhí)行媒體播放、互聯(lián)網(wǎng)瀏覽和運行復(fù)雜算法等任務(wù)。因此，使用ARM主板的設(shè)備可以運行更長時間而無需頻繁充電。

2.成本效益

ARM主板通常比x86主板更便宜，因此對于注重預(yù)算的開發(fā)人員和企業(yè)來說，ARM主板是一個有吸引力的選擇。片上系統(tǒng)(SoC)設(shè)計減少了對額外組件的需求，有助于降低制造成本。對于制造商來說，這意味著更低的生產(chǎn)成本，進而意味著更實惠的最終產(chǎn)品。

對于那些希望構(gòu)建經(jīng)濟高效的設(shè)備的人來說（無論是用于消費電子產(chǎn)品、物聯(lián)網(wǎng)項目還是原型），ARM主板都提供了具有競爭力的性價比。

3.緊湊輕巧的設(shè)計

由于將多個組件集成到單個芯片中，ARM主板往往比傳統(tǒng)臺式機主板緊湊得多。這種緊湊的設(shè)計對于智能手機、平板電腦甚至智能手表等移動設(shè)備至關(guān)重要，這些設(shè)備需要節(jié)省空間，同時又不犧牲功能。

在嵌入式系統(tǒng)中，通常要考慮尺寸限制，而ARM主板則提供了滿足空間和性能要求的解決方案。

4.可擴展性

ARM主板的另一個關(guān)鍵優(yōu)勢是其可擴展性。無論您是需要用于簡單物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的低功耗解決方案，還是需要用于服務(wù)器或高性能計算設(shè)置的強大解決方案，都有各種各樣的ARM處理器可滿足您的需求。制造商可以從一系列ARM芯片中進行選擇，例如用于通用計算的Cortex-A系列或用于微控制器和嵌入式系統(tǒng)的Cortex-M系列。

這種可擴展性使ARM主板成為從消費電子到工業(yè)自動化等各個行業(yè)的多功能解決方案。

ARM主板的應(yīng)用

ARM主板用途廣泛。讓我們來探討一些常見的主板：

1.智能手機和平板電腦

ARM處理器在移動領(lǐng)域占據(jù)主導(dǎo)地位已不是什么秘密。大多數(shù)現(xiàn)代智能手機、平板電腦和可穿戴設(shè)備都使用基于ARM的處理器。這些設(shè)備受益于ARM的低功耗，這對于延長電池壽命至關(guān)重要。Apple（擁有A系列芯片）、三星和高通等制造商在其設(shè)備中使用ARM處理器，以最小的能耗提供出色的性能。

2.嵌入式系統(tǒng)

ARM主板廣泛用于嵌入式系統(tǒng)，嵌入式系統(tǒng)是專門為執(zhí)行特定任務(wù)而設(shè)計的計算系統(tǒng)。這些設(shè)備包括家庭自動化系統(tǒng)、自動化機器和醫(yī)療設(shè)備等。ARM的低功耗和緊湊尺寸使其成為這些應(yīng)用的理想選擇，因為性能、效率和空間都是重要因素。

3.物聯(lián)網(wǎng)（IoT）

近年來，物聯(lián)網(wǎng)(IoT)市場取得了巨大增長，ARM處理器是許多物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的核心。這些設(shè)備（從智能恒溫器到聯(lián)網(wǎng)汽車）依靠ARM主板實現(xiàn)高效通信、實時處理和低功耗運行。ARM能夠?qū)⒍鄠€組件集成到單個芯片中，這使其成為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的首選解決方案。

4.服務(wù)器和高性能計算

雖然基于ARM的系統(tǒng)通常與低功耗應(yīng)用相關(guān)，但它們也在高性能計算(HPC)和云服務(wù)器領(lǐng)域產(chǎn)生巨大影響。亞馬遜和蘋果等公司已經(jīng)開發(fā)了定制的基于ARM的處理器，例如Graviton和M1/M2芯片，用于其服務(wù)器和云基礎(chǔ)設(shè)施。這些處理器每瓦性能出色，使其成為運行大型數(shù)據(jù)中心和云服務(wù)的有效選擇。

5.單板計算機（SBC）

ARM主板廣泛用于單板計算機(SBC)，這是一種緊湊、低成本的計算機，專為教育、原型設(shè)計和業(yè)余愛好者項目而設(shè)計。RaspberryPi和BeagleBoard等熱門SBC均采用ARM處理器，在創(chuàng)客社區(qū)中引起了極大關(guān)注。這些SBC用途廣泛，可用于各種應(yīng)用，從學(xué)習(xí)編程到構(gòu)建嵌入式系統(tǒng)。

選擇合適的ARM主板

為您的項目選擇ARM主板時，需要考慮幾個因素：

1.性能要求

首先，評估您所需的計算能力。ARM提供一系列具有不同功能的處理器，從節(jié)能的Cortex-M系列到高性能的Cortex-A系列。確保選擇一款能夠處理您計劃執(zhí)行的任務(wù)而不會表現(xiàn)過度或不足的主板。

2.電源效率

如果您要構(gòu)建電池供電的設(shè)備，則電源效率應(yīng)該是首要考慮因素。ARM處理器在這方面表現(xiàn)出色，但不同型號的能耗有所不同。請務(wù)必研究主板中使用的特定ARM芯片的功耗。

3.與外圍設(shè)備的兼容性

確保您選擇的ARM主板與您需要的外圍設(shè)備和組件兼容。尋找USB端口、網(wǎng)絡(luò)功能以及對SD卡或固態(tài)硬盤(SSD)等存儲設(shè)備的支持。一些主板還為需要視覺輸出的應(yīng)用程序提供集成圖形處理。

4.支持和社區(qū)

最后，考慮ARM主板周圍的支持和社區(qū)。強大的社區(qū)可以成為故障排除、開發(fā)技巧和想法的重要資源。如果您將主板用于開源項目，請尋找具有大量文檔和堅實開發(fā)者生態(tài)系統(tǒng)的主板。