Što je Arm: Povijest ISA-e i ono što dolazi

Ako ste ikada pogledali list sa specifikacijama za mobilni telefon ili prijenosno računalo, ili ako ste upoznati s time kako Apple odbacio Intel kako bi proizveo vlastite procesore za Mac proizvode, vjerojatno ste barem naišli na riječ "Arm" jednom. Ali to nije pojam vezan uz samo jednu marku; Apple, Qualcomm, Samsung i stotine drugih tvrtki proizvode procesore koristeći Arm tehnologiju. Budući da su Arm procesori prisutni u gotovo svakom pametnom telefonu, zajedno s mnogim tabletima i prijenosnim računalima, vjerojatno je da trenutno posjedujete ili ste nekada posjedovali barem jedan uređaj s Armom. Ali što to znači? Evo što trebate znati o njegovoj povijesti.

Arm: Tvrtka koja stoji iza ARM-a, arhitekture skupa instrukcija koju svatko može koristiti, po određenoj cijeni

Arm se može odnositi ili na tvrtku Arm ili na ARM, arhitekturu skupa instrukcija (ISA), koja određuje koje osnovne upute procesor dolazi s kojom se vrstom softvera može pokrenuti nativno (kao, bez upotrebe emulacije), i ima duboke implikacije na izvedbu i učinkovitost potencijal. Kako bismo razlikovali to dvoje, Arm se odnosi na tvrtku, a ARM je ISA. Arm je podružnica SoftBank grupe, japanskog konglomerata koji također posjeduje znatne dijelove Alibabe, Ubera i Slacka, da spomenemo samo neke. U 1980-ima, Arm je razvio ARM ISA.

Veći dio povijesti procesora tvrtke su izrađivale vlastite ISA-ove i čipove temeljene na tim ISA-ovima (kao što je Intel s x86 i IBM s Power ISA), ali Arm nudi svoj ISA i neki standardni dizajn jezgre za tvrtke koje žele proizvoditi procesore. Arm zarađuje licenciranjem svoje tehnologije drugim tvrtkama, kojima je također dopušteno prilagoditi ARM arhitekturu, ali samo do određene točke. Kada tvrtka napravi vlastiti prilagođeni ARM čip, ISA se ne može značajno mijenjati, kako bi se izbjeglo problemi s kompatibilnošću među različitim čipovima i vjerojatno također za zaštitu krajnje linije Arma kao čipa dizajner.

Armov poslovni model omogućio je mnogim tvrtkama licenciranje i korištenje procesorske tehnologije koju bi bilo preteško stvoriti od nule. Tržište pametnih telefona dugo je bilo uporište za ARM, ali ARM procesori se također mogu naći u priličnoj veličini bilo koja industrija koja nije osobito centralizirana, što je veći izazov za ARM procesore uspjeti. Čak i starija i vrlo centralizirana tržišta poput osobnih računala i poslužitelja bilježe povećanu upotrebu ARM procesora, koji primarno oduzimaju tržišni udio x86.

Kratka povijest Arma i ARM-a

ARM je izvorno dizajnirao Acorn Computers 1985. godine, a ARM je izvorno označavao "Acorn RISC Machine". Nije prošlo dugo prije nego što se Apple zainteresirao za ARM, a 1990. Acorn Computers odvojio je svoj tim za dizajn procesora kao Advanced RISC Machines (ponovna invencija akronima ARM), kasnije preimenovan jednostavno u Arm Holdings. Rad između Arma i Applea na kraju se razvio u ARM6, koji je korišten u Appleovom Newton PDA uređaju, koji nije bio baš uspješan i stoga je doveo do privremenog prekida Appleove upotrebe ARM čipova.

Arm se brzo etablirao kao tvrtka za mobilne uređaje poput Newtona, ali i za telefone poput Nokijinog legendarnog 3310 iz 2000. (popularno poznatog kao Nokia Brick) i Appleovog iPod Toucha iz 2007. 2005. god. Armov tržišni udio u mobilnim telefonima bio je 98%, a to je bilo prije predstavljanja modernog pametnog telefona. Danas, 99% pametnih telefona koristi ARM procesore, i dok je to također podijeljeno među različitim tvrtkama kao što su Samsung, Apple i Qualcomm, sve je isto za Arm, koji zarađuje na naknadama za licenciranje.

Armov poslovni model omogućio je mnogim tvrtkama licenciranje i korištenje procesorske tehnologije koju bi bilo preteško stvoriti od nule.

Arm je također napravio prodor na tržištima kojima tradicionalno dominira Intelova i AMD-ova x86 arhitektura, prvenstveno poslužitelja i računala. Čipovi poslužitelja poput Amazonovih Graviton i Ampere's Altra uglavnom prednjače u podatkovnim centrima, dok su Apple, Qualcomm i Samsung primarni konkurenti za x86 u osobnom računalu tržište. Od sredine 2023. Armov tržišni udio u poslužiteljima i osobnim računalima iznosi otprilike 7%, odnosno 14%. Osim toga, Arm je također doživio određeni uspjeh u igraćim konzolama, kao što su Nintendo DS ili čak Nintendo Switch, koji koristi Nvidijin Tegra X1 temeljen na ARM-u.

Međutim, Armu nije sve išlo po planu. Nakon preuzimanja Arma 2016., SoftBank Grupa pokušala ga je prodati Nvidiji 2020., no posao je propao 2022. jer se Nvidia natječe s mnogim tvrtkama koje proizvode ARM čipove. Dodatno, Arm je u pravnoj borbi s Qualcommom oko kupnje Nuvije 2021, startup koji je dizajnirao ARM čipove. Qualcomm nastoji proizvesti ARM procesore koristeći Nuvijin dizajn, za što Arm tvrdi da bi Qualcomm trebao dobiti novu licencu. Sada, Arm zahtijeva da se Qualcomm riješi Nuvijinog intelektualnog vlasništva, dok Qualcomm nastavlja s planovima za izdavanje Nuvijinih čipova.

Armova budućnost dok se približava novi izazivač

Arm je godinama bio neosporni gospodar mobilnih telefona i ozbiljan konkurent na tržištima kojima tradicionalno dominira x86. Za razliku od Intela i AMD-a, Arm nije doživio značajnije padove već nekoliko godina, ali je oluja na horizontu, a ta oluja se zove RISC-V. Na mnogo načina, Arm i RISC-V su vrlo slični, ali i vrlo različiti i vrlo žestoki konkurenti, iako je RISC-V puno mlađi i manje uspostavljen (slično dinamici između Intela i AMD-a nekoliko godina prije).

RISC-V International je tvrtka koja razvija RISC-V ISA, slično kao što Arm razvija ARM ISA. Dok Arm licencira svoju ARM arhitekturu samo tvrtkama koje je mogu platiti i ne dopušta tvrtkama modificirati ISA, RISC-V je potpuno otvorenog koda, a tvrtke su slobodne raditi što god smatraju prikladnim s tehnologija. Iako ARM nije tako zatvorenog koda kao x86, još uvijek je zatvorenog koda, što je jedan od pokretačkih čimbenika rastuće popularnosti RISC-V. Tvrtke poput Microsemija odbacile su ARM radi RISC-V zbog povećane fleksibilnosti i nižih troškova.

Armov argument protiv RISC-V je da može financirati istraživanje i razvoj za svoje osnovne ARM jezgre i da bi nezaključavanje ISA-e moglo rezultirati nešto što se zove fragmentacija, što je u osnovi ideja da previše slobode u dizajnu procesora može rezultirati širokim širenjem nekompatibilnost. Teško je procijeniti je li Arm superiorniji od RISC-V, ali ono što je sigurno jest da RISC-V dobiva sve više otkad je predstavljen 2015., a RISC-V International ima velike planove za cijelu računalnu industriju u svim tržišta.

S vremenom bi RISC-V mogao biti veliki skok za Arm, ali kratkoročno, vjerojatno je da će ARM ostati bez izazova u pametnim telefonima i nastaviti oduzimati nadmoć x86 u računalima i poslužiteljima. Naravno, tvrtke koje koriste ARM nisu jedinstvena fronta i ne natječu se samo s x86 i RISC-V nego i jedna s drugom. Osim toga, Armov spor s Qualcommom je ozbiljan problem i potencijalno bi mogao potkopati Armov posao ako se ne riješi u dobrim odnosima. Ovo bi moglo završiti kao iznimno izazovno razdoblje za Arma.