Mis on Arm: ISA ajalugu ja mis tuleb

Kui olete kunagi vaadanud mobiiltelefoni või sülearvuti spetsifikatsioonilehte või olete tuttav sellega, kuidas Apple loobus Intelist Maci toodete jaoks oma protsessoreid tootmast, olete ilmselt kohanud vähemalt sõna "Arm" üks kord. Kuid see ei ole ainult ühe kaubamärgiga seotud termin; Apple, Qualcomm, Samsung ja sajad teised ettevõtted toodavad Arm-tehnoloogiat kasutades protsessoreid. Kuna Arm-protsessorid on peaaegu igas nutitelefonis, lisaks paljudes tahvelarvutites ja sülearvutites, on tõenäoline, et teil on praegu või kunagi olnud vähemalt üks Arm-toitega seade. Aga mida see tähendab? Siin on see, mida peate selle ajaloo kohta teadma.

Arm: ARM-i taga olev ettevõte, juhiste komplekti arhitektuur, mida igaüks saab kasutada ja selle hinna eest

Arm võib viidata ettevõtte käsutusse või ARM-ile, käsukomplekti arhitektuurile (ISA), mis määrab, millised põhijuhised protsessorile tulevad. millise tarkvaraga see natiivselt töötab (nagu ilma emulatsiooni kasutamata) ning sellel on sügav mõju jõudlusele ja tõhususele potentsiaal. Nende kahe eristamiseks viitab Arm ettevõttele ja ARM on ISA. Arm on Jaapani konglomeraadi SoftBank Group tütarettevõte, mis omab ka olulisi osasid Alibabast, Uberist ja Slackist, kui nimetada vaid mõnda. 1980. aastatel töötas Arm välja ARM ISA.

Suure osa protsessorite ajaloost on ettevõtted teinud oma ISA-sid ja nendel ISA-del põhinevad kiibid (nt Intel x86 ja IBM Power ISA-ga), kuid Arm pakub oma ISA-d ja mõned standardsed põhikujundused ettevõtetele, kes soovivad teha töötlejaid. Arm teenib raha, litsentsides oma tehnoloogiat teistele ettevõtetele, kellel on samuti lubatud ARM-i arhitektuuri kohandada, kuid ainult teatud punktini. Kui ettevõte teeb oma kohandatud ARM-kiibi, ei saa ISA-d sisuliselt muuta, mõlema vältimiseks ühilduvusprobleemid erinevate kiipide vahel ja ilmselt ka selleks, et kaitsta Armi kui kiibi lõpptulemust kujundaja.

Armi ärimudel on võimaldanud paljudel ettevõtetel litsentsida ja kasutada protsessoritehnoloogiat, mida oleks olnud liiga keeruline nullist luua. Nutitelefonide turg on pikka aega olnud ARM-i tugipunkt, kuid ARM-protsessoreid võib leida ka ilusatest paljuski mis tahes tööstusharu, mis pole eriti tsentraliseeritud, mis on ARM-protsessoritele keerulisem õnnestub. Isegi vanematel ja väga tsentraliseeritud turgudel, nagu personaalarvutid ja serverid, kasutatakse ARM-protsessoreid rohkem, mis võtavad peamiselt turuosa x86-lt ära.

Armi ja ARMi lühike ajalugu

ARM-i kujundas algselt Acorn Computers 1985. aastal, ARM tähistas algselt "Acorn RISC Machine". Ei läinud kaua aega, kui Apple hakkas selle vastu huvi tundma ARM ja 1990. aastal eraldas Acorn Computers oma protsessori disainimeeskonna Advanced RISC Machines'iks (ARM-i akronüümi taasleiutamine), mis hiljem nimetati ümber lihtsalt Armiks. Valdused. Armi ja Apple'i vaheline töö arenes lõpuks välja ARM6-ks, mida kasutati Apple'i PDA-s Newton, mis ei olnud eriti edukas ja viis seega Apple'i ARM-kiipide kasutamise ajutiselt lõpetamiseni.

Arm kehtestas end kiiresti mobiilseadmete, nagu Newton, aga ka telefonide ettevõttena nagu Nokia legendaarne 3310 aastast 2000 (rahvasuus tuntud kui Nokia Brick) ja Apple'i iPod Touch aastast 2000 2007. 2005. aastal Armi turuosa mobiiltelefonide turul oli 98%., ja see oli enne kaasaegse nutitelefoni kasutuselevõttu. Täna 99% nutitelefonidest kasutavad ARM-protsessoreid, ja kuigi see on jagatud erinevate ettevõtete, nagu Samsung, Apple ja Qualcomm, vahel, kehtib see Armile, mis teenib litsentsitasudelt raha.

Armi ärimudel on võimaldanud paljudel ettevõtetel litsentsida ja kasutada protsessoritehnoloogiat, mida oleks olnud liiga keeruline nullist luua.

Arm on tunginud ka turgudele, kus traditsiooniliselt domineerivad Inteli ja AMD x86 arhitektuur, peamiselt serverid ja personaalarvutid. Serverikiibid nagu Amazon Graviton ja Ampere's Altra juhivad peamiselt andmekeskuse laadimist, samas kui Apple, Qualcomm ja Samsung on arvuti x86 peamised konkurendid. turul. 2023. aasta keskpaiga seisuga on Armi turuosa serverite ja personaalarvutite turul vastavalt ligikaudu 7% ja 14%. Lisaks on Arm saavutanud mõningast edu ka mängukonsoolides, nagu Nintendo DS või isegi Nintendo Switch, mis kasutab Nvidia ARM-põhist Tegra X1.

Armu jaoks pole aga kõik läinud plaanipäraselt. Pärast Armi omandamist 2016. aastal üritas SoftBank Group seda 2020. aastal Nvidiale müüa, kuid tehing ebaõnnestus 2022. aastal, kuna Nvidia konkureerib paljude ARM-kiipe tootvate ettevõtetega. Lisaks Arm on õigusvõitluses Qualcommiga Nuvia 2021. aasta ostu pärast, idufirma, mis kujundas ARM-kiibid. Qualcomm püüab teha ARM-i protsessoreid, kasutades Nuvia disainilahendusi, mis Armi väitel eeldaks Qualcommilt uue litsentsi hankimist. Nüüd nõuab Arm, et Qualcomm vabaneks Nuvia intellektuaalomandist, samal ajal kui Qualcomm kavatseb Nuvia kiibid välja anda.

Armi tulevik uue väljakutsujana läheneb

Arm on aastaid olnud mobiiltelefonide vaieldamatu meister ja tõsine konkurent turgudel, kus traditsiooniliselt domineerib x86. Erinevalt Intelist ja AMD-st pole Arm mitu aastat olulisi tagasilööke kogenud, kuid silmapiiril on torm ja see torm kannab nime RISC-V. Arm ja RISC-V on paljuski väga sarnased, kuid samas ka väga erinevad ja väga ägedad konkurendid, kuigi RISC-V on palju noorem ja vähem väljakujunenud (sarnane Inteli ja AMD vahelise dünaamikaga mõnel aastal tagasi).

RISC-V International on ettevõte, mis arendab RISC-V ISA-d, sarnaselt sellega, kuidas Arm arendab ARM ISA-d. Arm litsentsib oma ARM-i arhitektuuri ainult ettevõtetele, kes saavad selle eest maksta, ja ei luba ettevõtetel seda teha ISA muutmiseks on RISC-V täiesti avatud lähtekoodiga ja ettevõtted võivad teha kõike, mida nad sobivaks peavad. tehnoloogia. Kuigi ARM pole päris nii suletud lähtekoodiga kui x86, on see siiski suletud lähtekoodiga, mis on üks RISC-V kasvava populaarsuse edasiviiv tegur. Sellised ettevõtted nagu Microsemi on suurema paindlikkuse ja madalamate kulude tõttu loobunud ARM-ist RISC-V jaoks.

Armi argument RISC-V vastu on see, et see suudab rahastada oma põhiliste ARM-i tuumade uurimis- ja arendustegevust ning et ISA mittelukustamine võib põhjustada Midagi nimetatakse killustatuks, mis on põhimõtteliselt idee, et protsessori kujundamisel võib liiga palju vabadust põhjustada laialdast levikut kokkusobimatus. Raske on hinnata, kas Arm on RISC-V-st parem, kuid kindel on see, et RISC-V on saavutanud edu alates selle kasutuselevõtust 2015. aastal ja RISC-V Internationalil on suured plaanid kogu arvutitööstuse jaoks. turud.

Aja jooksul võib RISC-V olla Armile suureks kiiruseks, kuid lühiajalises perspektiivis jääb ARM tõenäoliselt nutitelefonides vastu ning jätkab x86 ülekaalu kaotamist arvutites ja serverites. Loomulikult ei ole ARM-i kasutavad ettevõtted ühtne rind ja konkureerivad mitte ainult x86 ja RISC-V-ga, vaid ka omavahel. Lisaks on Armi vaidlus Qualcommiga tõsine probleem ja võib Armi äri kahjustada, kui seda headel tingimustel ei lahendata. See võib Armile osutuda äärmiselt keeruliseks perioodiks.