Hvad er Arm: Historien om ISA, og hvad der kommer

Hvis du nogensinde har kigget på et spec-ark til en mobiltelefon eller bærbar computer, eller hvis du er bekendt med, hvordan Apple droppet Intel for at lave sine egne processorer til Mac-produkter, har du sikkert stødt på ordet "Arm" i det mindste enkelt gang. Men det er ikke et udtryk, der er bundet til kun ét mærke; Apple, Qualcomm, Samsung og flere hundrede virksomheder fremstiller processorer ved hjælp af Arm-teknologi. Da Arm-processorer er til stede i stort set alle smartphones, sammen med mange tablets og bærbare computere, er der odds, at du i øjeblikket ejer eller engang ejede mindst én Arm-drevet enhed. Men hvad betyder det? Her er hvad du behøver at vide om dens historie.

Arm: Virksomheden bag ARM, en instruktionssætarkitektur, som alle kan bruge, til en pris

Arm kan referere til enten Arm the company eller ARM, instruktionssætarkitekturen (ISA), som bestemmer hvilke grundlæggende instruktioner en processor kommer med, hvilken slags software den kan køre indbygget (som i, uden brug af emulering), og har dybe implikationer for ydeevne og effektivitet potentiel. For at skelne mellem de to henviser Arm til virksomheden, og ARM er ISA. Arm er et datterselskab af SoftBank Group, et japansk konglomerat, der også ejer betydelige dele af Alibaba, Uber og Slack, for blot at nævne nogle få. I 1980'erne udviklede Arm ARM ISA.

I en stor del af processorhistorien har virksomheder lavet deres egne ISA'er og chips baseret på disse ISA'er (såsom Intel med x86 og IBM med Power ISA), men Arm tilbyder sin ISA og nogle standard kernedesigns for virksomheder, der ønsker at lave forarbejdere. Arm tjener penge ved at licensere sin teknologi til andre virksomheder, som også har lov til at tilpasse ARM-arkitekturen, men kun til et vist punkt. Når en virksomhed laver sin egen tilpassede ARM-chip, kan ISA ikke ændres meningsfuldt, både for at undgå kompatibilitetsproblemer på tværs af forskellige chips og sandsynligvis også for at beskytte Arms bundlinje som chip designer.

Arms forretningsmodel har givet mange virksomheder mulighed for at licensere og bruge processorteknologi, som ville have været for svær at skabe fra bunden. Smartphone-markedet har længe været en højborg for ARM, men ARM-processorer kan også findes i smukke stort set enhver industri, der ikke er særlig centraliseret, hvilket er mere udfordrende for ARM-processorer lykkes med. Selv ældre og meget centraliserede markeder som pc'er og servere oplever øget brug af ARM-processorer, som primært tager markedsandele væk fra x86.

En kort historie om Arm og ARM

ARM blev oprindeligt designet af Acorn Computers i 1985, hvor ARM oprindeligt stod for "Acorn RISC Machine." Det varede ikke længe, ​​før Apple blev interesseret i ARM, og i 1990 udsprang Acorn Computers sit processordesignteam som Advanced RISC Machines (en genopfindelse af ARM-akronymet), senere blot omdøbt til Arm Beholdninger. Arbejdet mellem Arm og Apple udviklede sig til sidst til ARM6, som blev brugt i Apples Newton PDA, hvilket ikke var særlig vellykket og dermed førte til, at Apples brug af ARM-chips midlertidigt stoppede.

Arm etablerede sig hurtigt som virksomheden for mobile enheder som Newton, men også med telefoner som Nokias legendariske 3310 fra 2000 (populært kendt som Nokia Brick) og Apples iPod Touch fra 2007. I 2005 Arms markedsandel inden for mobiltelefoner var 98 %, og det var før introduktionen af ​​den moderne smartphone. I dag, 99% af smartphones bruger ARM-processorer, og selvom det også er delt op på forskellige virksomheder som Samsung, Apple og Qualcomm, er det det samme med Arm, som tjener penge på licensafgifterne.

Arms forretningsmodel har givet mange virksomheder mulighed for at licensere og bruge processorteknologi, som ville have været for svær at skabe fra bunden.

Arm har også gjort indtog på markeder, der traditionelt er domineret af Intel og AMDs x86-arkitektur, primært servere og pc'er. Serverchips såsom Amazons Graviton og Amperes Altra fører hovedsageligt an i datacentret, mens Apple, Qualcomm og Samsung er de primære konkurrenter til x86 i pc'en marked. Fra midten af ​​2023 ligger Arms markedsandel inden for servere og pc'er på henholdsvis ca. 7 % og 14 %. Derudover har Arm også set en vis succes i spillekonsoller, såsom Nintendo DS eller endda Nintendo Switch, som bruger Nvidias ARM-baserede Tegra X1.

Ikke alt er dog gået efter planen for Arm. Efter at have købt Arm i 2016, forsøgte SoftBank Group at sælge det til Nvidia i 2020, men handlen mislykkedes i 2022, da Nvidia konkurrerer med mange virksomheder, der fremstiller ARM-chips. Derudover Arm er i en juridisk kamp med Qualcomm om købet af Nuvia i 2021, en startup, der designede ARM-chips. Qualcomm søger at lave ARM CPU'er ved hjælp af Nuvias design, som Arm hævder vil kræve, at Qualcomm opnår en ny licens. Nu kræver Arm, at Qualcomm slipper af med Nuvias intellektuelle ejendom, mens Qualcomm går videre med planer om at frigive Nuvias chips.

Arms fremtid som en ny udfordrer nærmer sig

Arm har i mange år været den ubestridte mester inden for mobiltelefoner og en seriøs udfordrer på markeder, der traditionelt er domineret af x86. I modsætning til Intel og AMD har Arm ikke oplevet væsentlige tilbageslag i flere år, men der er en storm i horisonten, og den storm kaldes RISC-V. På mange måder er Arm og RISC-V meget ens, men også meget forskellige og meget hårde konkurrenter, selvom RISC-V er meget yngre og mindre etableret (svarende til dynamikken mellem Intel og AMD nogle år siden).

RISC-V International er virksomheden, der udvikler RISC-V ISA, ligesom hvordan Arm udvikler ARM ISA. Hvorimod Arm kun licenserer sin ARM-arkitektur til virksomheder, der kan betale for det og ikke tillader virksomheder det ændre ISA, RISC-V er fuldstændig open source, og virksomheder kan frit gøre, hvad de finder passende med teknologi. Selvom ARM ikke er helt så lukket kilde som x86, er det stadig lukket kilde, hvilket er en af ​​de drivende faktorer i den voksende popularitet af RISC-V. Virksomheder som Microsemi har droppet ARM til RISC-V på grund af øget fleksibilitet og lavere omkostninger.

Arms argument mod RISC-V er, at det kan finansiere F&U til sine grundlæggende ARM-kerner, og at ikke at låse ISA kan resultere i noget, der hedder fragmentering, som i bund og grund er ideen om, at for meget frihed i processordesign kan resultere i udbredelse uforenelighed. Det er svært at vurdere, om Arm er RISC-V overlegen, men hvad der er sikkert er, at RISC-V har vundet indpas siden den blev introduceret i 2015, og RISC-V International har store planer for hele computerindustrien på tværs af alle markeder.

Med tiden kan RISC-V blive et stort fartbump for Arm, men på kort sigt er det sandsynligt, at ARM vil forblive uanfægtet i smartphones og fortsætte med at slibe x86's fremtræden i pc'er og servere. Selvfølgelig er virksomheder, der bruger ARM, ikke en samlet front og konkurrerer ikke kun med x86 og RISC-V, men også med hinanden. Derudover er Arms tvist med Qualcomm et alvorligt problem og kan potentielt underminere Arms forretning, hvis det ikke bliver løst på gode vilkår. Dette kan ende med at blive en ekstremt udfordrende periode for Arm.