Arm为Cortex-M内核引入自定义指令支持，拓展架构灵活性
加州圣何塞——在Arm TechCon里程碑式宣布中，Arm CEO Simon Segars透露：公司将允许许可方在Cortex-M内核中嵌入自定义指令，标志着其历史上僵化的指令集架构（ISA）发生重大转向。
数十年来Arm严守ISA一致性，现开放架构允许用户创建专用指令加速利基工作负载。
其他IP厂商——如Tensilica（现Cadence旗下）、ARC（现Synopsys旗下）、遗留MIPS ISA——早提供用户定义指令，Arm为保持统一编程模型曾抵制此趋势。
随着开源RISC-V ISA及其可配置性崛起，Arm终让步，回应驱动客户转向RISC-V的两大核心诉求：灵活性与成本。
首发Cortex-M，继而Cortex-R，Arm将为Cortex-M33发布可定制指令支持，后续Cortex-M内核亦将支持。Arm Fellow Peter Greenhalgh透露，Cortex-M33该特性免费提供，计划扩展至Cortex-R实时内核，未来或延伸至Cortex-A应用处理器。
Cortex-R上的自定义指令可大幅加速实时控制应用，通过嵌入专用操作处理计算密集或数据搬运任务。Arm何时将此能力引入用于智能手机和服务器的Cortex-A内核尚不确定。
Arm工具链现支持Armv8-M ISA中的用户指令，同时保持生态系统期望的可靠性与验证标准。新能力完全兼容Arm TrustZone，允许安全框架监控自定义操作。
虽Arm入局自定义指令晚于同行，但此举回应长期客户需求。甚至单条专用指令即可带来可衡量性能增益，减少时钟周期与能耗——虽伴随适度晶圆面积与设计时间权衡。
自定义指令将与标准Arm操作码交织。为避免软件碎片化、维护连贯开发环境，Arm建议客户主要在库函数中使用。
Arm瞄准的初始用例包括存储控制器与调制解调器。自定义指令特性将于2020年作为Cortex-M33免费升级提供。
针对Cortex-A内核，Arm距离提供自定义指令仍有数年，但正为即将推出的Matterhorn内核（Hercules继任者）开发新指令与安全扩展。Matterhorn将加速矩阵乘法——神经网络推理关键——预计通用矩阵乘法（GEMM）性能提升10倍。
除性能增益外，Matterhorn还将引入指针认证、分支目标标识、内存标记扩展，铺平平台安全架构（PSA）EL2合规之路。
今年早些时候，Arm推出灵活访问许可计划，大幅削减前期成本。客户每年仅付单芯片$75,000、无限芯片$200,000，无需完整许可协议即可流片。此灵活定价策略降低开发者财务门槛，彰显Arm应对RISC-V的竞争姿态。
Arm还在重塑企业文化以促进深度协作。例如向硅片合作伙伴——含Analog Devices、Cypress、Maxim Integrated、Nuvoton、NXP、Renesas、Realtek、三星、Silicon Labs、u-blox——开放开源Mbed OS治理权，允许其影响未来路线图决策。
Arm IP已出货1500亿颗芯片，公司预测未来两年将翻倍，凸显其在全球半导体生态系统的关键地位。
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