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2004年Intel推出64位指令集以来，如今“纯血”64位CPU早已彻底渗入每个人的生活。手机领域，自从2013年苹果A7推出64位Arm以来，花了十年才逐步淘汰32位应用，步入纯64位时代。 而在嵌入式领域，64位的MPU（Micro Processor Unit）的战争才开始不久。日前，Microchip在业绩说明会上预告将在今年7月推出64位MPU产品，并提供一套产品、开发工具和其他支持要求，以满足高性能嵌入式处理应用程序的需求。此次Microchip也迈进64位MPU领域，标志着MPU正在加速向64位迁移。说不定，在几年后64位会变成MPU的主流，一些固化、老化的应用才会使用32位MPU。 64位MPU，比手机来得晚一些 
首先解释下MPU和CPU区别。计算机分为巨型机、大型机、中型机、小型机和微型计算机5类，这5类计算机的运算核心统称为CPU，而MPU只是微型计算机(微机)的核心处理器，所以实际上，它属于CPU的一种。随着厂商产品逐渐细化，MPU概念开始逐渐当道，主要是为了区分大型的CPU和汽车的SoC，主要围绕的是工业赛道。同时多采用精简指令集（RISC）的Arm Cortex-A核或RISC-V核。从历史来看，Arm在2011年推出的Armv8架构就开始支持64位系统，并在2013年首次登陆手机。对比起来，MPU的传导更慢，为什么会发生这样的现象？一来是工业领域本身导入新技术就慢，更加注重稳定性和安全性，二来与指令集本身发展有关。过去，工控机一直都是x86的战场。那时候，x86架构的综合运算性能比Arm强。同时，由于厂商可以借助IT、OT统一化的优势，整个系统的底层数据结构、操作系统都不需要改变。几乎所有x86硬件平台都可以直接使用微软的Windows系统及现在流行的几乎所有工具软件，产品也不需要太多的定制化，所以x86系统在兼容性方面具有无可比拟的优势。而现在，工业逐渐标准化，加之Arm的性能逐渐跟上，功耗低的优势得以放大，快速启动进入状态的实时系统越来越契合当下工业发展，因此MPU市场才开始慢慢扩大。既然新技术传导慢，那么为什么发展到现在，MPU要从32位转到64位了？与PC和手机一样，从64位到32位MPU，主要为了突破两点瓶颈：一是内存支持。尽管64位与硬件可支持最大内存无关，但便于单一程序使用更大内存。32位支持的内存是2＾32 Byte也就是最大只支持4GB内存，而64位2＾64 Byte =16777216TB ≈ ∞。也就是说，和MPU配合使用的LPDDR内存，可以更大了。二是处理效率。64位与32位处理器的效率也是不同的，32位一次运算需要4个寄存器，64位只需要2个。任何时间，人类对于性能的追求都是永无止境的，MPU亦如此，随着工业4.0和AI的到来，MPU也要顺应时代趋势而变。 那些跨入64位时代的MPU 国外厂商，德州仪器、恩智浦、瑞萨比较早涉猎64位处理器，这些企业比较早接触PC处理器、手机处理器、汽车SoC。意法半导体、Microchip则比较晚，前者在去年入局，后者在为今年。德州仪器十年前最早推出了Cortex-A8的AM335x，并一炮而红。而后，先后于2022年和推出AM62Ax、AM68A、AM69A等64位MPU；另外还发布了用于HMI的AM62P，以及合封SoC和LPDDR4的AM625SIP。恩智浦早在2013年推出的i.MX 8系列便已步入64位，不过当时的产品更多是汽车SoC，而非MPU。此后产线便开始不断延伸至工业，MPU逐渐采用Corte-A72/A53/A35内核。恩智浦另外一个应用处理器则是LayerScape系列，脱胎于QorIQ的网络处理器。官网显示，其LS1043A处理器是恩智浦推出的第一款面向嵌入式网络的四核64位Arm®处理器。瑞萨RZ系列MPU是瑞萨近年来力推的产品，其中最高端的是RZ/V系列。2021年1月，瑞萨电子推出全新通用64位MPU RZ/G2L产品群, 采用最新Arm Cortex-A55内核，有助提升AI处理能力。意法半导体伴随着STM32的流行，意法半导体也开始整装进入MPU市场，STM32MP1是意法半导体在MPU上的第一个产品，2023年四季度，意法半导体开始提供STM32MP2的样片，这也标志着意法半导体的MPU同样进入了64位时代。国内MPU在市场上崛起速度非常快。而在此前，大多数厂商的产品都比较复杂，能用在PC，也能用在平板、手机，也能用在工业领域，那时候也基本都叫CPU。不过，现在这些厂商业务线开始理清，打造了更多MPU赛道产品。 全志2014年年底便发布首颗基于Armv8-A架构的64位平板处理器H64，工程开发板在彼时一同亮相。最近，全志发布的T527高性能可选AI功能MPU，更是配置豪华，配备八核A55高性能处理器，RISC-V协处理器，支持2Tops NPU，满足边缘智能AI加速应用。瑞芯微在2015年CES上便推出64位A53八核芯片RK3368。RK3368最突出之处是其Cortex-A53 核心支持64位运算，使处理器数据流的宽度增加了一倍，并可支持更大容量的内存，在大规模数据处理时提供更高的处理效率。对君正来说，其自主研发的CPU系列技术是君正微处理器业务（MPU）发展的出发点和最重要基础，其CPU很早就迈入了64位，因此也带动了MPU进一步进入64位。最近其发布的MPU X2600核采用XBurst2逻辑双核+Victory0+XBurst0的多核结构，兼有应用处理器的出色算力和微控制器的实时控制、低功耗的特点。 RISC-V内核，另一个方向  2022年3月，瑞萨电子宣布推出基于64位RISC-V CPU内核的RZ/Five通用微处理器（MPU）——RZ/Five采用Andes AX45MP，可支持 1.0 GHz 的主频，另具备广泛的工业用途。可以说，瑞萨的尝试开创了行业的先河。彼时，官方表示，基于RISC-V CPU指令集架构（ISA），增强了瑞萨现有基于Arm CPU内核的MPU阵容，扩充了客户的选择，并在产品开发过程中提供更大灵活性。RZ/Five的外围功能和封装与基于Arm内核的RZ/G2UL产品相兼容，可灵活重复使用经过验证的设计。RZ/Five还采用更小、更紧凑的封装，以更有效地满足复杂度较低的设计。紧接着，华硕智慧物联网（ASUS IoT）在同年6月，推出搭载瑞萨RZ/Five的Tinker V多功能单板计算机（Single Board Computer，SBC）。紧随其后的，便是各路国产厂商。2023年2月，方寸微宣布历时两年研发的安全MPU芯片TIH64Vx690回片并成功点亮，这标志着方寸微“从安全扩展至通用”产品转型战略取得阶段性成果，同时也预示着国内首颗基于RISC-V的安全MPU隆重登场。该芯片产品采用芯来科技RISC-V 600系列国产64位RISC-V处理器内核，开国产芯片之先河，将MPU、安全、RISC-V等关键词进行了融合：首先，它是一颗具备较强通用性的MPU；其次，它内置硬件组件保证信息安全及功能安全并与AP集成在一颗芯片内；再次，选用全国产RISC-V核，且可运行Linux。除此之外，T690还能够在某些领域以高性能MCU形态存在，作为对MPU形态的补充。此外，根据平头哥官网显示，玄铁907可应用于MPU（微处理器）、智能语音、导航定位、存储控制等领域。 广东匠芯创科技有限公司曾展示其基于玄铁RISC-V处理器开发工业MPU MCU方案，包括D21x系列工业级MPU和D13X系列跨界MCU的相关解决方案。总之，在这个赛道上，布局的玩家越来越多。可以预见，未来在64位Arm MPU、RISC-V MPU和融合MPU将会不断浮现，MPU赛道也会越来越火热。
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