Ein Arm-Prozessor ist ein Prozessor, der die von Arm definierte RISC-Architektur implementiert. Arm ist weder ein einzelnes CPU-Modell noch der Hersteller jedes Chips: Das Unternehmen lizenziert Architekturspezifikationen und Prozessor-IP an Partner, die daraus eigene CPUs oder komplette System-on-Chips (SoCs) entwickeln. Arm beschreibt damit vor allem die Regeln, nach denen Hardware und Software zusammenarbeiten; der konkrete Chip ist eine jeweilige Implementierung dieser Regeln.
Diese Unterscheidung ist wichtig, weil ein Cortex-M-Mikrocontroller, ein Apple-Silicon-Chip und ein Serverprozessor zwar zur Arm-Welt gehören können, aber völlig unterschiedliche Leistung, Ausstattung und Leistungsaufnahme haben.
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Arm einfach erklärt
Die Arm-Architektur legt unter anderem Befehlssatz, Register, Speicherverwaltung und Ausnahmebehandlung fest. Arm bezeichnet sie selbst als eine Art Vertrag zwischen Hardware und Software: Programme können sich auf definierte Prozessorfunktionen verlassen, während Hersteller die interne Umsetzung frei gestalten können. Arm erklärt diesen Architektur- und Lizenzansatz ausführlich.
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1Scan for outdated or missing drivers - takes under a minute2Repair Windows errors before they cause bigger problems3Fix the driver behind crashes, sound loss and screen glitchesArm lizenziert sowohl Architekturspezifikationen als auch fertige CPU-Kerne. Ein Partner kann beispielsweise einen Cortex-Kern integrieren, einen eigenen kompatiblen Kern entwickeln oder die CPU mit eigenen GPU-, NPU-, Funk- und Sicherheitskomponenten zu einem SoC verbinden.
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| Begriff | Bedeutung |
|---|---|
| Arm-Architektur | Regeln und Schnittstellen für Prozessor und Software |
| Cortex | Familien lizenzierbarer Arm-Prozessorkerne |
| Neoverse | Arm-IP-Familie für Server und Infrastruktur |
| SoC | Ein Chip, der CPU-Kerne und weitere Komponenten wie GPU, Speichercontroller oder Modem kombiniert |
| Snapdragon | Qualcomms SoC-Familie, die Arm-Technologien beziehungsweise kompatible Arm-Kerne nutzt |
| Apple Silicon | Apples eigene SoC-Familie mit Arm-kompatiblen CPU-Kernen und eigener Systemarchitektur |
Die historische Langform „Advanced RISC Machines“ erklärt den Namen, ist aber keine aktuelle Produktbezeichnung. Die Schreibweise des Unternehmens lautet heute meist „Arm“.
Was bedeutet RISC?
RISC steht für „Reduced Instruction Set Computer“. Gemeint ist eine Architekturphilosophie mit einem klar strukturierten Befehlssatz und Hardware, die Befehle effizient verarbeiten kann. RISC bedeutet nicht schlicht „wenige Befehle“ und garantiert weder eine bestimmte Geschwindigkeit noch einen bestimmten Stromverbrauch.
Moderne Arm-Prozessoren sind hochkomplex. Sie können Out-of-Order-Ausführung, große Caches, SIMD- und Vektorerweiterungen, Sicherheitsfunktionen sowie spezielle Matrix- und KI-Beschleuniger enthalten. Die Gesamtleistung hängt daher von Mikroarchitektur, Takt, Cache, Speicher, Fertigung, Software und thermischen Grenzen ab. Ein Vergleich des Etiketts „RISC“ mit „CISC“ erklärt nicht allein den Unterschied zwischen konkreten Arm- und x86-Chips. Arm beschreibt die CPU-Architektur und ihre Funktionen hier.
Architektur und Mikroarchitektur sind nicht dasselbe
Die Architektur definiert, welches Verhalten Software erwarten darf. Die Mikroarchitektur beschreibt, wie ein Hersteller dieses Verhalten intern erreicht.
- Pipeline-Aufbau und Ausführungseinheiten
- Cache-Größen und Speicherhierarchie
- Out-of-Order-Ausführung und Sprungvorhersage
- Energieverwaltung und thermische Steuerung
- Vektor-, Matrix- und andere Beschleuniger
Zwei Chips mit derselben Arm-Architektur können deshalb deutlich unterschiedliche Leistung und Akkulaufzeit bieten. Für einen fairen Vergleich zählen konkrete Chipmodelle, Geräte, Anwendungen und Messbedingungen – nicht nur „Arm“ oder „x86“ auf dem Datenblatt.
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- Zybo Z7 comes in two APSoC variants: Zybo Z7-10 features Xilinx XC7Z010-1CLG400C. Zybo Z7-20 features the larger Xilinx XC7Z020-1CLG400C. Either variant also has the option to add the SDSoC voucher.
- A feature-rich, ready-to-use embedded software and digital circuit development board with a rich set of multimedia and connectivity peripherals to create a formidable single-board computer
- Built around the Xilinx Zynq-7000 AP SoC, with 650MHz dual-core Cortex-A9 processor and DDR3 memory controller with 8 DMA channels
- On board user interfaces include 6 push buttons, 4 slide switches, 5 LEDs, 2 RGB LEDs, and more
- Expansion opportunities with six Pmod connector ports, over 30 FPGA I/O, four Analog capable 0-1.0V differential pairs to XADC, and more
Die drei Arm-Profile
A-Profil: leistungsfähige Betriebssysteme
Das A-Profil (Application) ist für komplexe Betriebssysteme wie Linux, Windows oder macOS ausgelegt. Es findet sich in Smartphones, Tablets, PCs, Edge-Systemen, Servern und Hochleistungsanwendungen. Die A-Profil-Übersicht von Arm beschreibt die dafür vorgesehenen Funktionen.
R-Profil: Echtzeit und niedrige Latenz
Das R-Profil (Real-time) zielt auf zeitkritische und sicherheitsrelevante Steuerungen mit möglichst deterministischem Verhalten. Typische Einsatzfelder sind Fahrzeuge, Netzwerktechnik, industrielle Steuerungen und eingebettete Systeme. Arm führt die Eigenschaften des R-Profils hier auf.
M-Profil: Mikrocontroller
Das M-Profil (Microcontroller) ist für kleine, stromsparende und tief eingebettete Systeme gedacht: Sensoren, IoT-Geräte, Wearables, Haushaltsgeräte und batteriebetriebene Steuerungen. Die M-Profil-Seite von Arm erläutert diesen Bereich.
Ein Cortex-M-Mikrocontroller und ein Smartphone-SoC sind daher nicht austauschbar, obwohl beide Arm-basierte Technik verwenden.
Armv7, Armv8, Armv9, AArch32 und AArch64
Armv7, Armv8 und Armv9 bezeichnen Architektur-Generationen beziehungsweise Entwicklungsstufen. AArch32 ist ein 32-Bit-Ausführungszustand, AArch64 der 64-Bit-Ausführungszustand des A-Profils. Der zu AArch64 gehörende Befehlssatz heißt A64. Betriebssysteme und Hersteller verwenden häufig die Bezeichnung Arm64 für 64-Bit-Arm.
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- Luckfox Lyra is a cost-effective Linux micro development board based on the Rockchip RK3506G2 to provide a simple and efficient development platform. Onboard multiple high-speed interfaces including MIPI DSl, RMll, USB, etc. to meet various application scenarios.
- The low-speed interfaces utilize Rockchip Matrix l0 design which supports multiplexing 98 function siqnals on GPlO pins, and can freely combine PWM, UART, 12C, SPl, and l2S for quick development and debugging.
- Tripe-core ARM Cortex-A7 32-bit core, with integrated VFP to support single- and double-precision floating-point operations. Built-in ARM Cortex-M0 MCU design, supports SMP and AMP configuration. Built-in 128MB DDRL3 for multi-core applications
- The low-speed interfaces adopt Rockchip Matrix IO design, which allows rich function signals to share the limited chip pins, making peripheral circuit adaptation more flexible. Built-in audio and video codec, supports multiple audio inputs and outputs, providing high-quality audio playback and recording functions
Armv9-A baut auf Armv8-A auf und ergänzt unter anderem Sicherheits- und Rechenfunktionen. Welche Erweiterungen tatsächlich vorhanden sind, hängt jedoch von der konkreten CPU ab. Für Software zählt deshalb die unterstützte Architekturversion samt Erweiterungen, nicht nur der allgemeine Begriff „Arm“. Aktuelle A-Profil-Informationen stellt Arm hier bereit.
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Wo werden Arm-Prozessoren eingesetzt?
- Smartphones und Tablets: CPU, GPU, Speichercontroller, Bildverarbeitung, Funkmodem und KI-Beschleuniger lassen sich in einem energieoptimierten SoC kombinieren.
- Macs: Apple entwickelt eigene Arm-kompatible SoCs. Die Leistung eines M-Chips ist daher Apples eigenes Design und nicht eine pauschale Eigenschaft der Marke Arm. Aktuelle Mac-Modelle führt Apple auf seiner Kaufseite auf.
- Windows-on-Arm-PCs: Windows 11 unterstützt native Arm64-Programme sowie die Emulation vieler x86- und x64-Anwendungen.
- Mikrocontroller und IoT: M-Profil-Implementierungen steuern Sensoren, Haushaltsgeräte und batteriebetriebene Elektronik.
- Automobil- und Netzwerktechnik: R-Profil- und andere eingebettete Kerne übernehmen Steuerungs- und Kommunikationsaufgaben.
- Server und Cloud: Arm-basierte Prozessoren können für bestimmte parallelisierte Workloads attraktiv sein. Kosten- und Leistungsaussagen müssen sich immer auf einen konkreten Anbieter, Instanztyp und Benchmark beziehen.
Welche Vorteile bietet Arm?
Leistung pro Watt
Arm ermöglicht Designs mit hoher Leistung bei vergleichsweise niedriger Leistungsaufnahme. Das begünstigt lange Akkulaufzeiten, geringere Wärmeentwicklung, kompakte Bauformen und teilweise lüfterlose Geräte. Microsoft nennt Energieeffizienz und Mobilität als zentrale Eigenschaften von Windows-on-Arm-Geräten; das ist eine Herstellerbeschreibung und kein Versprechen für jedes Modell. Microsofts Arm-Übersicht ordnet diese Ziele ein.
Flexible Anpassung
Lizenznehmer können Kerne, Speicher, Sicherheitsfunktionen und Spezialbeschleuniger passend zu Kosten-, Leistungs- und Sicherheitszielen kombinieren. Manche Unternehmen integrieren lizenzierte Cortex-Kerne, andere entwickeln eigene Arm-kompatible Kerne.
Skalierbarkeit und Integration
Die Profile reichen vom winzigen Mikrocontroller bis zum Serverprozessor. In einem SoC können neben der CPU GPU, NPU, Bildsignalprozessor, Videoeinheiten, Modem, Speichercontroller, Sicherheitsmodul und I/O zusammenarbeiten. Das kann Platinenfläche, Energie und Kommunikationsaufwand reduzieren; der konkrete Nutzen hängt vom Chip- und Gerätedesign ab.
Grenzen: Software, Treiber und Spezialhardware
Native Programme sind am zuverlässigsten
Eine Anwendung muss für Arm kompiliert oder kompatibel gemacht werden. Eine native Arm64-Version bietet normalerweise die beste Leistung, Reaktionsfähigkeit und Energieeffizienz. x86- oder x64-Programme können auf Windows 11 häufig emuliert werden, doch Emulation verursacht zusätzlichen Aufwand.
Quick wins for a faster PC:
Clear out junk files and repair common Windows errorsFree Scan →Scan for outdated or missing drivers - takes under a minuteDriver Scan →Repair Windows errors before they cause bigger problemsFix Now →Rank #4
- The Raspberry Pi Pico is a beginner-friendly microcontroller board that uses MicroPython to give you a taste of the Internet of Things and microcontrollers. The RP2040 is a well-designed microprocessor that can be utilized in almost any Internet of Things project. It has enough power to complete the task quickly.
- 【Raspberry Pi RP2040 Microcontroller】Raspberry Pi Pico features Dual-core ARM Cortex M0+ processor, flexible clock running up to 133 MHz. With 264KB of SRAM, and 2MB of on-board Flash memory.Supports up to 16 MB of off chip flash memory via a dedicated QSPI bus
- 【Multiple Software Support】Pico has rich and complete software support, it comes with a complete Rasberry Pi official C/C++ SDK, Micropython SDK.The programming and burning of Pico need to be carried out on the computer. Supported operating systems and computers include:Raspberry Pie with Raspberry Pi OS,Other platforms equipped with Debian based Linux system Computer with MacOS, Computers with Windows, etc.
- 【Rich Hardware Interface】Raspberry Pi Pico has 30 GPIO pins, 4 pins for analog signal input and 26 × multi-function GPIO pins, 2 × SPI, 2 × I2C, 2 × UART, 3 × 12-bit ADC, 16 × controllable PWM channels.USB 1.1 supported by host and device, The installation mode can be flexibly selected by users to facilitate welding with other development boards.
- 【Build Project in Tiny Size】Only 2.1cm*5.1cm ( as small as your thumb). Pico has been designed to use either soldered 0.1" pin-headers or can be used as a surface-mountable 'module'.
Treiber lassen sich nicht einfach emulieren
Kernel- und Gerätetreiber müssen als native Arm64-Version vorliegen. Die normale Anwendungsemulation ersetzt keinen Treiber für Drucker, Scanner, VPN, Sicherheitssoftware oder Spezialhardware. Microsoft beschreibt die Anforderungen für Arm64-Portierungen.
Problematische Sonderfälle
- ältere Drucker- und Scanner-Treiber
- VPN-, Sicherheits- und Virtualisierungssoftware
- professionelle Audio- und Video-Hardware
- x86-only-Plug-ins und Kopierschutzsysteme
- wissenschaftliche oder industrielle Spezialprogramme
- Spiele mit Kernel-Anti-Cheat oder speziellen Grafikkomponenten
Arm und x86/x86-64 im Vergleich
| Kriterium | Arm | x86/x86-64 |
|---|---|---|
| Grundidee | RISC-orientierte Architektur | Historisch CISC-orientierte Architektur |
| Typische Stärken | Energieeffiziente Designs, SoC-Integration, Skalierbarkeit | Breite PC-Kompatibilität und etabliertes Desktop-Ökosystem |
| Typische Geräte | Smartphones, Tablets, Macs, Arm-PCs, Embedded-Systeme, Server | PCs, Workstations und Server |
| Software | Native Arm-Version ideal; Emulation teilweise möglich | Viele klassische Desktop-Programme laufen direkt |
| Treiber | Native Arm64-Treiber für Kernel- und Gerätezugriffe nötig | Viele ältere Treiber verfügbar, aber nicht universell |
| Leistung | Stark vom konkreten Chip und Gerät abhängig | Ebenfalls stark vom konkreten Chip und Gerät abhängig |
Arm ist daher nicht automatisch schneller, sparsamer oder günstiger als x86. Umgekehrt ist x86 nicht in jedem Szenario die bessere Wahl. Entscheidend sind Anwendung, Treiber, Betriebssystem, Kühlung, Akkuziel und konkrete Modelle.
Windows auf Arm: Was funktioniert?
| Software- oder Hardwaretyp | Typische Erwartung |
|---|---|
| Native Arm64-App | Beste Leistung und Energieeffizienz |
| x86-App unter Windows 11 | Häufig ausführbar, aber emuliert |
| x64-App unter Windows 11 | Häufig ausführbar, mit Emulationsaufwand |
| Kernel-Treiber | Native Arm64-Version erforderlich |
| Proprietäre Hardware | Hersteller-Treiber vor dem Kauf prüfen |
| Virtualisierung | Von Hypervisor, Gastbetriebssystem und Treibern abhängig |
| Spiele | Einzelfallprüfung wegen Anti-Cheat, Grafik und Treibern |
Windows 11 Version 24H2 enthält den Emulator Prism, der laut Microsoft die Ausführung emulierter x86- und x64-Anwendungen verbessern soll. Das ändert nichts daran, dass native Arm64-Software die bessere Wahl bleibt. Die Windows-on-Arm-FAQ von Microsoft nennt aktuelle Kompatibilitätsregeln.
Für schrittweise Portierungen bietet Microsoft Arm64EC. Damit können native Arm64EC-Komponenten und x64-Code in einem Prozess zusammenarbeiten; die x64-Bestandteile laufen weiterhin über Emulation. Arm64EC ist deshalb ein Übergangsmodell und keine vollständig native Arm64-Anwendung. Microsoft dokumentiert Arm64EC hier.
PC Slower Than It Used to Be?
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Random freezes, missing sound and display glitches usually trace back to one bad driver. Find and replace yours safely.Free scan · under a minuteWas Entwickler bei einer Arm-Portierung prüfen müssen
- Ziel festlegen: Arm64 beziehungsweise AArch64 als Zielarchitektur definieren.
- Abhängigkeiten erfassen: Bibliotheken, SDKs, Plug-ins und proprietäre Komponenten auf Arm64-Unterstützung prüfen.
- CPU-spezifischen Code untersuchen: x86-Assembler, Intrinsics und Binärmodule portieren oder ersetzen.
- Native Builds einrichten: Anwendungen auf echter Arm-Hardware oder einer Arm64-VM kompilieren und testen.
- Treiber separat portieren: Kernel- und Gerätetreiber benötigen eigene native Arm64-Builds.
- Installer und Updates anpassen: Architektur-Erkennung und Paketierung dürfen keine x86-Annahmen enthalten.
- CI/CD erweitern: Native Arm-Hardware oder Arm-Runner in die automatisierten Tests aufnehmen.
Microsoft nennt Visual Studio 2022 ab Version 17.4 als native Unterstützung für das Erstellen und Debuggen von Arm64-Anwendungen auf Arm-Geräten; Versionsanforderungen können sich ändern. Arm bündelt weitere Hinweise zu Visual Studio, .NET, LLVM, Profiling und CI/CD.
Für wen lohnt sich ein Arm-Computer?
Gute Voraussetzungen
- Office, Web, Videokonferenzen und mobile Arbeit
- native Entwicklungswerkzeuge und moderne Standardsoftware
- hohe Priorität für Akkulaufzeit, geringe Wärme und leisen Betrieb
- macOS-Nutzung im Apple-Silicon-Ökosystem
- Linux-Server mit geprüfter Software und kompatiblen Containern
- Embedded- und IoT-Entwicklung
Vor dem Kauf kritisch prüfen
- Sind alle wichtigen Anwendungen nativ für Arm64 verfügbar?
- Gibt es native Treiber für Drucker, Scanner, Audio-Interfaces, VPN und Sicherheitssoftware?
- Funktionieren benötigte Spiele und Anti-Cheat-Systeme?
- Wird Virtualisierung mit einem bestimmten Hypervisor oder Gastbetriebssystem benötigt?
- Laufen Compiler, Container, SDKs und Toolchains in der gewünschten Entwicklungsumgebung?
- Kann eine Web- oder Cloud-Version problematische lokale Software ersetzen?
- Besteht eine Rückgabemöglichkeit, falls ein Spezialprogramm nicht funktioniert?
Wer überwiegend Standardsoftware nutzt und Mobilität priorisiert, findet bei Arm häufig passende Geräte. Wer auf ältere Spezialsoftware, proprietäre Windows-Treiber, x86-only-Plug-ins oder bestimmte Virtualisierungs- und Spiele-Workflows angewiesen ist, sollte die Kompatibilität jedes Bestandteils vor dem Kauf nachweisen.
Einordnung der ursprünglichen Computer-Weekly-Definition
Der Computer-Weekly-Artikel „ARM-Prozessor“ wurde laut Seitendarstellung zuletzt am 16. Juni 2019 aktualisiert. Er erklärt die Grundidee zutreffend, nennt jedoch mit Windows RT und bestimmten historischen AMD-Opteron-Modellen Beispiele aus einer älteren Phase der Entwicklung. Für die heutige Einordnung sind Lizenzpartner, SoCs, Apple Silicon, Windows-on-Arm, native Treiber und aktuelle Arm-Profile entscheidender.
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