根據(jù)摩爾定律，每兩年，相同面積上的晶體管數(shù)量會翻倍。這一殘酷的理論是那些預(yù)測32位處理器將替代8位處理器的人們的支點(diǎn)。爭論開始于這樣一個事實(shí)，即當(dāng)晶體管尺度持續(xù)縮小時，與芯片上的其它資源相比，8位與32位處理器內(nèi)核之間相對的尺英寸差異接近于零（圖1）。當(dāng)8位與32位內(nèi)核的硅片面積差縮小到?jīng)]有時，8位處理器就失去了曾經(jīng)享有的價格優(yōu)勢。
圖1，隨著晶體管尺英寸的不斷縮小，不同處理器架構(gòu)的相關(guān)面積正在成為整個器件封裝中更小的部分。M0內(nèi)核的面積（黑框內(nèi)）包含大約16000個門。綠框表示雙時鐘的8051內(nèi)核的面積，它包含調(diào)試功能，大約有11000個門。M0包括了調(diào)試以及一個類似的中斷控制器。采用的工藝是0.14 nm結(jié)點(diǎn)（恩智浦公司提供）。
在2004年，32位處理器達(dá)到了一個價格里程碑，其時飛利浦（現(xiàn)在的恩智浦公司）與提供的8位性能（如獨(dú)立位元操作與低電壓）處理器價格低至3美元。不過，提供一款低價處理器并未改變這個進(jìn)化的過程；當(dāng)設(shè)計者選擇處理器時，他還要考慮到其它因素。雖然價格點(diǎn)使32位處理器進(jìn)入了一組新應(yīng)用的考慮范圍，但并不意味著8位處理器市場的完結(jié)（參考文獻(xiàn)1）。
2006年，Luminary 公司（即現(xiàn)在并入德州儀器公司）用一種32位 ARM Cortex-M3微控制器打開了業(yè)務(wù)的大門，它的售價不到1美元。以這個價格，甚至16位處理器都真正感到了一些壓力。再次，價格成為較小處理器的唯一優(yōu)勢。與8位處理器相類似，16位處理器擁有一類應(yīng)用，它們能以最佳的價格與功耗水平，提供足夠的性能，因此通用的32位架構(gòu)很難與之競爭（參考文獻(xiàn)2）。
2009年底時，恩智浦公司推出了一款售價為65美分的ARM Cortex-M0處理器。這個價格使該器件能夠與8位處理器平等地競爭。8位處理器公開的最低價格信息是每只器件從45美分到10美元（參考文獻(xiàn)3）。正如人們所預(yù)期的那樣，32位與8位處理器之間的定價差異正在趨向于零。
不過，有些東西讓Cortex-M0這個新的定價里程碑更加有趣，并且值得深思。Cortex-M0已代替了Cortex-M3，是迄今為止ARM的最小、功耗最低、能效最高的32位處理器，而M3顯然是M0的遷移目標(biāo)。設(shè)計者可以用少至12000個門實(shí)現(xiàn)M0內(nèi)核。于是，M0實(shí)現(xiàn)了一個16位Thumb2指令集架構(gòu)的相當(dāng)小的子集，而M3則對該指令集提供完全的支持（圖2）。ARM根據(jù)對最常用Thumb2指令的統(tǒng)計頻率而提出了這個子集。受限指令集的功能損失是：系統(tǒng)必須用多個指令來完成Thumb2完整指令集中只要單指令就能完成的功能。
圖2，Cortex-M0實(shí)現(xiàn)了Cotex-M3 Thumb2指令集架構(gòu)的一個子集（恩智浦公司提供）。
恩智浦公司稱它M0處理器的代碼密度優(yōu)于市場上的8位和16位處理器。代碼密度是處理性能的一個不精確指標(biāo)；同一功能的較少代碼可能表明有較少的內(nèi)存預(yù)取，以及對同一任務(wù)的更快執(zhí)行。它亦能松散地關(guān)聯(lián)為系統(tǒng)在睡眠與活動模式之間轉(zhuǎn)換時的較低能量預(yù)算。較快的系統(tǒng)可能消耗更多功率，但它完成相同任務(wù)需要的能量也較少，因?yàn)檩^快的處理器可以更快地回到睡眠狀態(tài)。因此對于M0和較小處理器還有一些技術(shù)問題需要研究。
轉(zhuǎn)折點(diǎn)？
研究32位處理器能有多便宜的另一個原因是ARM稱，在該公司所有處理器內(nèi)核中，Cortex-M0被采用的速度最快。ARM還稱在其M0許可中，一半是新的許可，強(qiáng)烈地暗示這些供應(yīng)商過去是服務(wù)于8位和16位應(yīng)用領(lǐng)域。一份至少有15個許可的列表中，公開列出的的獲許可者僅有恩智浦、Triad半導(dǎo)體公司及Melfas公司，因此很難得出任何結(jié)論。不過，考慮到ARM的聲明，Cortex-M0可能跨越了一個關(guān)鍵閾值點(diǎn)，很多新許可的采納可能昭示著8位、16位和低端32位應(yīng)用市場上的一個轉(zhuǎn)折點(diǎn)。
除了處理器供應(yīng)商推出較小和更低價的32位處理器以外，一些傳統(tǒng)的8位和16位處理器供應(yīng)商也推出了自己的32位產(chǎn)品。chip公司于2007年在自己的650 PIC處理器產(chǎn)品系列中增加了基于的32位 PIC32處理器。PIC32采用了與8位和16位器件相同的開發(fā)工具集，以 16平臺主控管理
下載文檔
