今年Arm Techcon的一大新聞是Arm將其指令集開放給客戶針對Cortex M核心的定製指令。

Arm執行長Simon Segars在Arm TechCon的開幕主題演講中表示，經過數十年對Arm指令集體系結構（ISA）的嚴格控制，Arm終於決定允許其授權方構建自己的定製指令，這通常有助於加速專門的工作負載。

過去，Arm抵制這種做法，專注於維護一致的程式設計模型。同時，許多其他智慧財產權（IP）公司利用可自定義的指令集成了一筆不錯的生意。它們包括Tensilica（現在是Cadence的一部分）和ARC（現在是Synopsys的一部分）。古老的MIPS指令集還支援使用者定義的指令。

現在，隨著開源的RISC-V ISA及其使用者可配置性的興起，Arm似乎終於軟化了態度，為定製指令打開了它的指令集。這種新的可定製功能和Arm的靈活訪問許可計劃確實解決了兩個主要問題，許多人認為這是促使客戶使用RISC-V的因素。

對可定製指令的首次嘗試將用於Cortex-M核心。這一舉動主要是為微控制器和大型soc中的控制器核心設計的。

支援可定製指令的第一個Cortex-M部分是Cortex-M33。未來的Cortex-M核心將支援這種定製級別。

還有一個好訊息是，Arm不會對M33皮質定製新指令的能力收取額外費用。Arm的同事Peter Greenhalgh在稍後的會議上表示，Arm將為實時Cortex-R核心提供定製化的指令支援，並可能最終在Cortex-A處理器上提供這一功能。

向Cortex-R新增自定義指令對於實時控制應用程式非常有用，他們可以使用專門的指令來加快專門的計算或資料移動。Arm將在何時何地向在智慧手機和伺服器等主流應用中部署的Cortex-A核心新增自定義指令支援是一項複雜的工程，並且她們並未正式承諾這樣做。

Arm已經設計了它的工具鏈來支援Armv8-M指令集中的這些新的使用者指令，並且仍然保持使用者一直期望從Arm得到的可靠性和驗證。為了維護核心安全，該公司已經使新功能與Arm TrustZone相容，其中的自定義指令將被監控。

雖然Arm在定製指令派對上遲到了，但該公司還是在迴應那些一段時間以來一直要求這種能力的客戶。在某些情況下，即使是一條專門的指令，也可以在效能和效率上獲得顯著的提高，從而減少時鐘週期，並降低總能量。新的指令使用相同的暫存器，但需要額外的邏輯，這需要在額外的模具面積和設計時間的投資。

新指令與標準Arm指令交織在一起。為了避免軟體碎片化和維護一個一致的軟體開發環境，Arm希望客戶使用定製的指令，這些指令主要是在所謂的庫函式中。

Arm希望使用Cortex-M33上的自定義說明的最初應用是儲存控制器和調變解調器。這項新功能將於2020年免費升級為Cortex-M33。

對於Cortex-A核心，Arm距離提供任何可自定義的指令還有很長的路要走，但它正在為將來準備新的指令和安全性擴充套件。該公司在Hercules之後公開了下一代Cortex-A核心的代號：即Matterhorn。該處理器核心將新增新指令以加速矩陣乘法，這通常用於機器學習神經網路。

Arm預計新的Matterhorn核心將使神經網路的通用矩陣乘（GEMM）計算提高10倍。 Arm還將在整個CPU核心和快取中新增新的安全措施。這些安全擴充套件將能夠控制指標授權，並提供分支目標識別符號和記憶體標記擴充套件。 Arm計劃提供另一種符合這些新功能的平臺安全架構（PSA）EL2。

該公司在7月初宣佈了一項新的許可計劃，該計劃以較低的價格為客戶提供了一些最受歡迎的IP的訪問許可權。客戶可以這樣做，而無需簽署許可協議，直到貼出晶片。在Arm靈活訪問計劃下，客戶每年僅需為單個晶片支付$ 75,000，就可以為無限數量的晶片支付$ 200,000。該程式降低了開始使用Arm核心的財務障礙。

這些變化被視為Arm對RISC-V的競爭性反應。但是Arm正在採取進一步措施，以對其自身的企業文化進行根本性的改變。

Arm經歷了文化變革，並在其生態系統中採用了更具協作性的模式。作為這些變化的另一個例子，該公司向其矽夥伴開放了開源Mbed OS的治理。這將使那些合作伙伴能夠更直接地影響Mbed的未來發展。目前，ADI公司，賽普拉斯，Maxim Integrated，Nuvoton，恩智浦，瑞薩，瑞昱，三星，Silicon Labs和u-blox都是積極的參與者。

Arm以前所未有的方式響應市場和客戶需求，像RISC-V這樣的公司仍然存在生存威脅。但迄今為止，該公司的IP出貨量已達到1500億個晶片，預計兩年內將翻一番。 Arm是每年出貨的絕大多數裝置的關鍵IP供應商，並且它正在做出重大更改以適應不斷變化的市場和客戶需求。