SITREP ARM/ARMADA — CLASSIFIED // GANDALF-7

§01 🧬 GENÈSE — ACORN, LE GANG DE CAMBRIDGE (1983)

On a besoin d'un CPU pour le BBC Micro mais les Américains sont trop chers et trop nuls…

👩‍💻 SOPHIE WILSON

Cambridge, 1983

RISC ! ON FAIT SIMPLE ! 25 000 TRANSISTORS MAX !

🧔 STEVE FURBER

L'idée du siècle

Le chip tourne du premier coup. On a même pas prévu d'alimentation externe et ça MARCHE quand même 😅

🍀 PURE CHANCE

ARM1 — Avril 1985

25K TRANSISTORS ARM1 VS 275K pour Intel 80386

0.1W CONSO TYPIQUE x86 rigole jaune

1990 SPIN-OFF ARM LTD Acorn + Apple + VLSI

99% SMARTPHONES 2024 Mission accomplie 🎯

💡 LE GÉNIE DU MODÈLE ARM : ARM Ltd ne fabrique RIEN. Ils vendent des licences IP comme un propriétaire qui loue ses plans à des constructeurs. Qualcomm, Apple, Marvell, Samsung payent pour le droit d'utiliser l'architecture. Résultat : ARM dans 200 milliards de puces sans avoir une seule usine. Business model 🔥

§02 🔵 INTEL : LE GÉANT QUI S'EST PLANTÉ EN BEAUTÉ

RISC ? PAH ! Notre x86 CISC c'est PARFAIT depuis 1978 !

😤 INTEL (1985-2005)

Mode: déni profond

1989 — Intel i860

Tentative RISC. Flop monumental. Personne n'en veut.

1997 — Rachat DEC + StrongARM

Intel achète Digital Equipment Corp et hérite du StrongARM SA-110. Un CPU ARM excellent qu'ils ne sauront pas exploiter.

2001 — Itanium IA-64

La catastrophe : 10 milliards $ dépensés. Architecture VLIW/EPIC incompréhensible. AMD64 leur coupe l'herbe sous le pied. 💀

2002 — XScale

Renommage du StrongARM. Potentiel ÉNORME pour le mobile. Intel ne le voit pas.

2006 — REVENTE XScale

ERREUR HISTORIQUE : Intel revend XScale à Marvell pour 600M$. Abandonne le mobile. Se plante totalement. Pat Gelsinger le regrettera 15 ans plus tard. 🤦

💣 LA STAT QUI TUE : En 2006, Intel vend XScale (futur Armada) à Marvell. En 2010, Apple lance l'iPhone avec un SoC ARM custom. En 2024, ARM domine 99% du mobile. Intel a littéralement bradé la victoire pour 600 millions de dollars. Pour contexte : Apple vaut aujourd'hui 3000 MILLIARDS. 🫠

§03 🦅 MARVELL : DE XSCALE À L'EMPIRE ARMADA

Intel vend XScale pour 600M$ ?!

ON ACHÈTE !! 🦅

🤴 SEHAT SUTARDJA / MARVELL

Deal of the century — 2006

Cœur Feroceon maison… Contrôleur DDR2… Interface SATA… On va dominer le NAS et les routeurs…

⚙️ R&D MARVELL

Armada est né

── ARBRE GÉNÉALOGIQUE DES ARMADA ──────────────────────────

GEN 1 — ARMT HÉRITAGE XSCALE (2006-2008)

ARMADA 100 / 166 🔷 ARM926EJ-S · ARMv5TEJ · ~624MHz 📦 Héritage direct XScale Intel

ARMADA 188 / 168 🔷 ARM926 · DDR2 · NAND flash 🌐 Premiers routeurs SMB Marvell

GEN 2 — CŒUR FEROCEON MAISON (2008-2012)

ARMADA 300 🟠 Feroceon · ARMv5TE · ~800MHz 🗄️ NAS Iomega/QNAP early

ARMADA 310 🟠 Feroceon · DDR3 · 1GbE 🔒 Appliances firewalls SMB

ARMADA 360 🟠 Feroceon Dual · 1.2GHz ☁️ NAS Synology DS2xx series

GEN 3 — CŒUR SHEEVA/PJ4 ARMv7 (2010-2014) ← GANDALF WAS HERE 🧙

ARMADA 370 🔵 Sheeva PJ4 · ARMv7-A · ~1.2GHz · DDR3 🛡️ OpenWrt prime target. Driver SD/MMC sdhci-pxav3.c — yes, GANDALF's playground 🧙

ARMADA XP (MV78460) 🔵 4× Sheeva PJ4 · 1.6GHz · L2 cohérent · Fabric AXI 🏢 Enterprise NAS · Servers ARM · Problème ALIGNEMENT DMA fameux !

GEN 4 — CORTEX-A9/A15 VRAI (2014-2018)

ARMADA 385 🟢 Dual Cortex-A9 · 1.6GHz · NEON 📡 Routeurs TP-Link / OpenWrt

ARMADA 388 🟢 Dual CA9 · 1.8GHz · CESA crypto HW · USB3 🛡️ Linksys WRT3200ACM = roi OpenWrt. SecuBox cible idéale !

ARMADA 398 🟢 Quad CA9 · SATA 3.0 · 2×GbE 🗄️ NAS haut de gamme WD Red

GEN 5 — ARMv8 64 BITS (2017→)

ARMADA 3700 🟣 Dual CA53 · ARMv8 · 64b 📦 NAS/edge compact

ARMADA 7020 🟣 Dual CA72 · 1.8GHz 🌐 Routeurs enterprise

ARMADA 7040 🟣 Quad CA72 · 2GHz · 10GbE 🏢 Firewall pro / CloudEdge

ARMADA 8040 🟣 Quad CA72 · TrustZone · PCIe3 🔐 Server ARM enterprise

"Sur Armada 370/XP avec le cœur Sheeva, le problème d'alignement DMA était réel : les buffers SD/MMC devaient parfois bouncer si non alignés sur 8 octets. Le driver sdhci-pxav3.c dans le kernel Marvell MVL5 avait ses propres quirks. Le mainlining dans le kernel upstream 3.x a pris du temps — mais ça marche nickel maintenant depuis 4.x."

§04 ⚔️ LA GUERRE DES ABI : ARMSF VS ARMHF — LE COMBAT QUI A DIVISÉ LES DISTROS

Bon donc on a du FPU hardware depuis ARMv7… On continue à passer les floats par les registres INTEGER comme des sauvages ?

🤔 DEBIAN/UBUNTU 2010

Naissance du débat

ARMSF FOREVER !! Compatibilité ascendante ! Mon ARMv4 tourne encore !!

NON ! ARMHF ! Performance x3 ! On vit au 21ème siècle !

🥊 2 CAMPS IRRÉCONCILIABLES

Mailing lists en feu 🔥

🟠 ARMSF

Soft-Float ABI

Compatibilité95%

Perf FPU30%

Puces supportéesALL

• Floats via registres CPU entiers
• Compatible ARMv4/v5/v6/v7
• Appels kernel: __aeabi_fadd & co
• Emulation FPU si absent
• Ubuntu 9.04 et avant

⚔️
VS

🔵 ARMHF

Hard-Float ABI (VFPv3+)

Compatibilité60%

Perf FPU100%

Puces supportéesARMv7+

• Floats dans registres VFP/NEON natifs
• ARMv7-A avec VFPv3-D16 minimum
• Appels ABI: s0,s1,d0,d1 directs
• INCOMPATIBLE armsf binaire
• Ubuntu 12.04 / Debian Wheezy 2012

CRITÈRE	ARMSF 🟠	ARMHF 🔵	VAINQUEUR
Convention passage args float	r0-r3 (int regs)	s0-s7 / d0-d3 (VFP)	HF 🏆
Perf calcul virgule flottante	Faible (emulation)	x3 à x5 plus rapide	HF 🏆
Compatibilité vieux ARM	ARMv4T et +	ARMv7 VFPv3 minimum	SF 🏆
Mélange libs SF+HF	Possible	INTERDIT (ABI break)	SF 🏆
Raspberry Pi 1 (ARMv6)	✓ natif	armhf avec -mfpu=vfp trick	Débat 🤷
Efika Smartbook (ARMv7)	Supporté	Natif optimal	HF 🏆
Armada 370/XP (Sheeva)	Supporté	Natif VFPv3	HF 🏆
Adoption distros 2012+	Deprecated	Standard Debian armhf	HF 🏆

⚠️ LE CAUCHEMAR DU PORTAGE : Mélanger une lib armsf avec un binaire armhf = crash silencieux garanti. Les arguments float sont passés dans des registres complètement différents. Le résultat ? Des bugs impossibles à debugger. Des nuits blanches. Du café. Des larmes. Et un bon vieux file /usr/lib/libtruc.so qui révèle tout.

§05 💻 EFIKA SMARTBOOK — LE LAPTOP ARM QU'ON VOULAIT TOUS (2009-2011)

Un laptop ARM de 1W de conso… La batterie tient 10h… Linux dessus… C'est le futur…

🤩 GENIO ARM 2009

Freescale i.MX515

⚙️ SPECS MATÉRIELLES

CPUFreescale i.MX515

ArchitectureARM Cortex-A8 ARMv7-A

Fréquence800 MHz → 1 GHz

FPUVFPv3 + NEON SIMD

RAM512 MB DDR2

GPUVivante GC320 (OpenGL ES)

Stockage4 GB iNAND + µSD

Wifi802.11b/g Atheros

Batterie4400 mAh → ~7h

Poids910g

🐧 STACK LOGICIEL

OS officielUbuntu 9.04 armel

ABI d'origineARMSF (armel)

Kernel2.6.31 Genesi patché

BootloaderU-Boot 2009

Upgrades comm.Ubuntu 10.04 armel

Hack armhfDebian Wheezy 2012 💪

DesktopLXDE / XFCE / Xfbdev

Perf armelNaviguer : ~30 fps 😬

Perf armhf+40% nette via VFP 🚀

🏗️ LE PROBLÈME DE L'EFIKA AVEC ARMHF : Le Cortex-A8 du i.MX515 supporte parfaitement VFPv3. Mais Ubuntu 10.04 livre encore de l'armel (SF). Pour booter du vrai armhf sur Efika, il fallait cross-compiler un rootfs Debian Wheezy depuis un x86, booter via NFS ou µSD, gérer les BSP propriétaires Freescale, et prier que le driver GPU ne plante pas. Le gain ? Réel et mesurable, surtout pour le décodage vidéo NEON.

── CONTEXTE HISTORIQUE DE L'EFIKA ───────────────────────────

2009 — Genesi Embedded lance l'Efika MX

Basé sur i.MX515 de Freescale. Concurrent direct du Netbook Intel Atom. Parie sur ARM + Linux dans un monde dominé par x86+Windows. Visionnaire mais trop tôt.

2010 — Efika MX Smartbook + Smarttop

Version laptop 10" (Smartbook) et boîtier desktop (Smarttop). 279$. Livré Ubuntu. Communauté Linux enthousiaste. Drivers GPU problématiques. Wifi Atheros erratique.

2011 — La transition armel → armhf commence

Debian annonce officiellement armhf comme port stable pour Wheezy. La communauté Efika bosse sur des rootfs armhf non officiels. Gain de performance mesurable au NEON benchmarks.

2012 — Debian Wheezy armhf officiel

Premier Debian stable avec support armhf. L'Efika peut tourner un OS fully armhf natif. Le Raspberry Pi 1 (ARMv6 VFPv2) force une exception : il utilise un armhf "lite" non standard.

2013 — Le Raspberry Pi tue l'Efika

35$ pour un Pi vs 279$ pour l'Efika. Game over. Mais l'Efika avait posé les bases : Linux ARM grand public, communauté de porteurs, réflexion sur les ABIs. Son héritage est réel.

§06 🚀 NAISSANCE D'ARM64 — LA RÉVOLUTION SILENCIEUSE (2011-2014)

2011

ANNONCE ARMv8

ARM Ltd révèle
l'architecture 64 bits.
Le monde change.

🔮

AArch64
Nouveau jeu d'instructions
Rétrocompat AArch32

64 BITS NATIFS Espace adressage 16 exaoctets

31 REGISTRES GP 64b Contre 15 en ARMv7 (r0-r15)

32 REGS SIMD/FP 128b SVE jusqu'à 2048 bits !

── CE QUI CHANGE VRAIMENT AVEC ARMv8 / ARM64 ──────────

🧮 ABI PROPRE

AAPCS64 : convention d'appel unifiée. Plus de guerre SF vs HF. FPU toujours dispo. x0-x7 = args, x8 = ret addr, v0-v7 = float args. Simple et logique.

🔐 SÉCURITÉ

Pointer Authentication (PAC), Branch Target Identification (BTI), Memory Tagging Extension (MTE). TrustZone amélioré. SecuBox foundation !

⚡ PERFORMANCE

Out-of-order execution natif. NEON/SIMD 128 bits standard. Cache coherency protocol amélioré. Apple M1 = ARM64 poussé à l'extrême.

2011 — ARMv8-A annoncé

ARM Ltd dévoile l'architecture 64 bits. Deux modes : AArch64 (nouveau ISA 64b) et AArch32 (compat ARMv7). Révolution propre sans la dette CISC du x86.

2012 — Premiers Cortex-A53 / A57 (silicon)

A53 = version efficace (successor A7), A57 = version perf (successor A15). big.LITTLE naît officiellement en 64 bits.

2013 — Apple A7 : premier ARM64 grand public

iPhone 5s. LE CHOC. Apple balance un SoC 64 bits dans un téléphone quand tout le monde pense que le 64b c'est pour les serveurs. Qualcomm et Samsung paniquent.

2014 — Linux arm64 / aarch64 : port stable

Kernel 3.7 avait les bases, 3.14+ stable. Debian Jessie (2015) intègre arm64 comme port officiel. La nouvelle ABI aarch64-linux-gnu remplace définitivement les guerres armsf/armhf.

2016 — Serveurs ARM64 cloud

AWS Graviton (Marvell ThunderX2 inside pour les premiers). Marvell diversifie : OCTEON TX en ARMv8. Le datacenter bascule.

2020 — Apple M1 : ARM64 bat x86 sur le desktop

Le tremblement de terre. Un CPU ARMv8.5 custom surpasse l'Intel Core i9 en perf/watt. Microsoft lance Windows on ARM. La fin de l'hégémonie x86 commence.

🎯 EFIKA → ARMv8 : LA CONTINUITÉ LOGIQUE. L'Efika Smartbook (Cortex-A8, ARMv7) en 2009 était le premier pas : prouver qu'ARM peut faire tourner un OS desktop complet. La migration armel→armhf a optimisé les binaires. ARM64 en 2013-2015 a achevé la transformation : un ISA propre, 64 bits natif, FPU toujours présent, ABI unifiée. Plus de guerre. Le bon sens a gagné.

── ÉVOLUTION DES ABIs ARM ─────────────────────────────────

ABI	ARCH MIN	FLOAT	REGS GP	TUPLE DEBIAN	STATUT 2024
ARMEL armsf	ARMv4T	Soft (émulé)	r0-r15	arm-linux-gnueabi	⚠️ Deprecated
ARMHF	ARMv7 VFPv3	Hard VFP/NEON	r0-r15	arm-linux-gnueabihf	✅ Stable/maintenu
ARM64 aarch64	ARMv8-A	Toujours HW	x0-x30 (64b)	aarch64-linux-gnu	🚀 Dominant futur

§07 🔵 INTEL AUJOURD'HUI — LA RECONVERSION FORCÉE

Apple M1 bat nos i9 en perf/watt ??

😱

Intel 2020

On va faire… des cœurs hybrides P+E comme big.LITTLE ! C'est notre idée !

😅

Intel Core Ultra 2023

Ironique non ? On copie ARM 40 ans après les avoir méprisés…

🤭

RISC a gagné

🔵 LA CONVERGENCE IRONIQUE : Intel Core Ultra (Meteor Lake, 2023) = P-cores Raptor Cove + E-cores Gracemont + NPU intégré. Architecture hybride big.LITTLE qu'ARM a popularisée en 2011. Intel qui adopte les principes RISC après 40 ans de résistance : la roue tourne. AMD64 (x86 64 bits) avait lui-même copié le modèle RISC en interne : les CPU modernes Intel/AMD décodent le x86 CISC en micro-ops RISC en interne. ARM a gagné le débat architectural depuis 1985.

§08 🛡️ PERTINENCE SECUBOX — EXPLOITATION DES ARMADA 38x

HARDWARE ACCÉLÉRATION ARMADA 388 (SecuBox cible)

CESA — Crypto Engine AES-CBC/ECB/CTR, 3DES, SHA1/256, MD5 en HARDWARE 🔒 VPN IPSec/WireGuard sans charge CPU → SecuBox ❤️

NAE — Network Accel NAT/firewall offload, packet classification HW 🌐 nftables + XDP accéléré → moindre latence DPI

TrustZone (Cortex-A9) TEE — Trusted Execution Environment 🔐 Stockage clés SecuBox, attestation, CSPN roadmap

TUPLES CROSS-COMPILATION SECUBOX

Armada 37x (Sheeva)arm-linux-gnueabihf

Armada 38x (CA9)arm-linux-gnueabihf

Armada 3700 (CA53)aarch64-linux-gnu

Armada 7040 (CA72)aarch64-linux-gnu

OpenWrt TARGETmvebu/cortexa9hf-neon

OpenWrt subtargetlinksys-wrt3200acm

"Les 40 ans d'ARM convergent ici : depuis les premiers drivers Sheeva que j'ai écrits jusqu'au Armada 388 qui fait tourner SecuBox. Le CESA engine remplace openssl-software pour le chiffrement VPN : benchmark typique +340% throughput AES sur CA9 vs soft-only."