Co je Arm: Historie ISA a co přijde

Pokud jste se někdy podívali na technický list pro mobilní telefon nebo notebook, nebo pokud jste obeznámeni s tím, jak Apple opustil Intel a začal vyrábět vlastní procesory pro produkty Mac, pravděpodobně jste se setkali minimálně se slovem „Arm“ jednou. Není to ale termín vázaný pouze na jednu značku; Apple, Qualcomm, Samsung a stovky dalších společností vyrábějí procesory pomocí technologie Arm. Protože procesory Arm jsou přítomny prakticky v každém smartphonu spolu s mnoha tablety a notebooky, je pravděpodobné, že v současné době vlastníte nebo jste kdysi vlastnili alespoň jedno zařízení s technologií Arm. Ale co to znamená? Zde je to, co potřebujete vědět o jeho historii.

Arm: Společnost stojící za ARM, architekturou instrukční sady, kterou může kdokoli použít, za cenu

Arm může odkazovat buď na Arm the company, nebo ARM, architekturu instrukční sady (ISA), která určuje, jaké základní instrukce procesor přichází. s jakým druhem softwaru může běžet nativně (např. bez použití emulace) a má hluboké důsledky pro výkon a efektivitu potenciál. Pro rozlišení mezi těmito dvěma, Arm odkazuje na společnost a ARM je ISA. Arm je dceřinou společností SoftBank Group, japonského konglomerátu, který také vlastní podstatnou část Alibaba, Uber a Slack, abychom jmenovali jen některé. V 80. letech vyvinul Arm ARM ISA.

Po většinu historie procesorů vytvářely společnosti své vlastní ISA a čipy založené na těchto ISA (např. Intel s x86 a IBM s Power ISA), ale Arm nabízí své ISA a některé standardní konstrukce jádra pro firmy, které chtějí vyrábět procesory. Arm vydělává peníze tím, že licencuje svou technologii jiným společnostem, které také mohou přizpůsobit architekturu ARM, ale pouze do určitého bodu. Když společnost vyrábí svůj vlastní čip ARM, nelze ISA smysluplně změnit, a to jak tomu zabránit problémy s kompatibilitou mezi různými čipy a pravděpodobně také kvůli ochraně spodního řádku společnosti Arm jako čipu návrhář.

Obchodní model společnosti Arm umožnil mnoha společnostem licencovat a používat technologii procesorů, kterou by bylo příliš obtížné vytvořit od začátku. Trh se smartphony je již dlouho baštou pro ARM, ale procesory ARM lze nalézt také v pěkném prakticky v jakémkoli odvětví, které není nijak zvlášť centralizované, což je pro procesory ARM náročnější uspět v. Dokonce i starší a velmi centralizované trhy, jako jsou počítače a servery, zaznamenávají zvýšené používání procesorů ARM, které primárně ubírají podíl na trhu z x86.

Stručná historie Arm a ARM

ARM byl původně navržen společností Acorn Computers v roce 1985, přičemž ARM původně znamenal „Acorn RISC Machine“. Netrvalo dlouho a Apple se začal zajímat ARM a v roce 1990 společnost Acorn Computers oddělila svůj tým návrhářů procesorů pod názvem Advanced RISC Machines (znovuobjevení zkratky ARM), později jednoduše přejmenovaná na Arm Holdings. Práce mezi Arm a Apple se nakonec vyvinula do ARM6, který byl použit v Apple Newton PDA, který nebyl příliš úspěšný, a tak vedl k dočasnému ukončení používání ARM čipů Apple.

Arm se rychle etabloval jako společnost pro mobilní zařízení, jako je Newton, ale také s telefony jako legendární 3310 od Nokie z roku 2000 (populárně známý jako Nokia Brick) a iPod Touch od Apple z roku 2007. v roce 2005 Podíl společnosti Arm na trhu mobilních telefonů byl 98 %, a to bylo před představením moderního smartphonu. Dnes, 99 % smartphonů používá procesory ARMa i když je to také rozděleno mezi různé společnosti, jako je Samsung, Apple a Qualcomm, je to stejné pro společnost Arm, která vydělává peníze na licenčních poplatcích.

Obchodní model společnosti Arm umožnil mnoha společnostem licencovat a používat technologii procesorů, kterou by bylo příliš obtížné vytvořit od začátku.

Arm se také prosadil na trzích, kde tradičně dominuje architektura x86 Intel a AMD, především servery a počítače. Serverové čipy, jako je Amazon Graviton a Altra od Ampere vedou především v datových centrech, zatímco Apple, Qualcomm a Samsung jsou hlavními konkurenty pro x86 v PC. trh. V polovině roku 2023 je tržní podíl Armu v oblasti serverů a počítačů zhruba 7 % a 14 %. Kromě toho Arm také zaznamenal určitý úspěch v herních konzolích, jako je Nintendo DS nebo dokonce Nintendo Switch, který používá Tegra X1 založenou na ARM společnosti Nvidia.

Nicméně ne všechno šlo Armovi podle plánu. Po akvizici Arm v roce 2016 se SoftBank Group pokusila prodat ji Nvidii v roce 2020, ale dohoda selhala v roce 2022, protože Nvidia soutěží s mnoha společnostmi, které vyrábějí čipy ARM. Dodatečně, Arm je v právním sporu s Qualcomm o koupi Nuvia v roce 2021, startup, který navrhl čipy ARM. Qualcomm se snaží vyrábět CPU ARM pomocí návrhů Nuvia, což Arm tvrdí, že by vyžadovalo, aby Qualcomm získal novou licenci. Nyní Arm požaduje, aby se Qualcomm zbavil duševního vlastnictví Nuvia, zatímco Qualcomm pokračuje v plánech na uvolnění čipů Nuvia.

Budoucnost Arma jako nového vyzyvatele se blíží

Po mnoho let je Arm nesporným mistrem mobilních telefonů a vážným uchazečem na trzích, kde tradičně dominuje x86. Na rozdíl od Intelu a AMD nezažil Arm za několik let žádné významné neúspěchy, ale na obzoru je bouře a ta se nazývá RISC-V. V mnoha ohledech jsou Arm a RISC-V velmi podobné, ale také velmi odlišné a velmi nelítostné konkurenty, ačkoli RISC-V je mnohem mladší a méně zavedené (podobné dynamice mezi Intel a AMD několik let před).

RISC-V International je společnost, která vyvíjí RISC-V ISA, podobně jako Arm vyvíjí ARM ISA. Zatímco Arm licencuje svou architekturu ARM pouze společnostem, které za to mohou zaplatit, a společnostem to neumožňuje upravit ISA, RISC-V je zcela open source a společnosti mohou dělat, co uznají za vhodné technika. Ačkoli ARM není tak uzavřený zdroj jako x86, stále je to uzavřený zdroj, což je jeden z hnacích faktorů rostoucí popularity RISC-V. Společnosti jako Microsemi opustily ARM pro RISC-V kvůli zvýšené flexibilitě a nižším nákladům.

Argument společnosti Arm proti RISC-V je, že může financovat výzkum a vývoj svých základních jader ARM a že neuzamčení ISA by mohlo mít za následek něco, čemu se říká fragmentace, což je v podstatě myšlenka, že přílišná svoboda v návrhu procesoru může mít za následek rozšíření nekompatibilita. Těžko hodnotit, zda je Arm lepší než RISC-V, ale jisté je, že RISC-V se prosazuje od svého uvedení v roce 2015 má RISC-V International velké plány pro celý počítačový průmysl napříč všemi trhy.

Časem by mohl být RISC-V pro Arm velkým zrychlením, ale v krátkodobém horizontu je pravděpodobné, že ARM nebude v chytrých telefonech zpochybněn a bude i nadále ustupovat na prvenství x86 v počítačích a serverech. Společnosti, které používají ARM, samozřejmě nejsou jednotnou frontou a soutěží nejen s x86 a RISC-V, ale také navzájem. Spor Arma s Qualcomm je navíc vážný problém a mohl by potenciálně podkopat podnikání Arm, pokud nebude vyřešen za dobrých podmínek. Pro Armu by to mohlo být extrémně náročné období.