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视窗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。

国内方面，在MPU市场上开始迅速崛起。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

对MPU来说，64位RISC-V也是一个方向。

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。

T690架构框图

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。