Hva er Arm: Historien til ISA og hva som kommer

Hvis du noen gang har sett på et spesifikasjonsark for en mobiltelefon eller bærbar datamaskin, eller hvis du er kjent med hvordan Apple droppet Intel for å lage sine egne prosessorer for Mac-produkter, har du sannsynligvis møtt ordet "Arm" i det minste en gang. Men det er ikke et begrep knyttet til bare ett merke; Apple, Qualcomm, Samsung og hundrevis flere selskaper lager prosessorer ved hjelp av Arm-teknologi. Siden Arm-prosessorer er tilstede i praktisk talt alle smarttelefoner, sammen med mange nettbrett og bærbare datamaskiner, er sjansen for at du for øyeblikket eier eller en gang eide minst én Arm-drevet enhet. Men hva betyr det? Her er det du trenger å vite om historien.

Arm: Selskapet bak ARM, en instruksjonssettarkitektur alle kan bruke, for en pris

Arm kan referere til enten Arm the company eller ARM, instruction set architecture (ISA), som bestemmer hvilke grunnleggende instruksjoner en prosessor kommer med, hva slags programvare den kan kjøre naturlig (som i, uten bruk av emulering), og har dype implikasjoner for ytelse og effektivitet potensiell. For å skille mellom de to, refererer Arm til selskapet og ARM er ISA. Arm er et datterselskap av SoftBank Group, et japansk konglomerat som også eier betydelige deler av Alibaba, Uber og Slack, for bare å nevne noen. På 1980-tallet utviklet Arm ARM ISA.

I store deler av prosessorhistorien har selskaper laget sine egne ISA-er og brikkene basert på disse ISA-ene (som Intel med x86 og IBM med Power ISA), men Arm tilbyr sin ISA og noen standard kjernedesign for bedrifter som ønsker å lage prosessorer. Arm tjener penger ved å lisensiere ut teknologien sin til andre selskaper, som også har lov til å tilpasse ARM-arkitekturen, men bare til et visst punkt. Når et selskap lager sin egen tilpassede ARM-brikke, kan ikke ISA-en meningsfullt endres, både for å unngå kompatibilitetsproblemer på tvers av forskjellige brikker og sannsynligvis også for å beskytte Arms bunnlinje som en brikke designer.

Arms forretningsmodell har tillatt mange selskaper å lisensiere og bruke prosessorteknologi som ville vært for vanskelig å lage fra bunnen av. Smarttelefonmarkedet har lenge vært en høyborg for ARM, men ARM-prosessorer finnes også i pen stort sett enhver industri som ikke er spesielt sentralisert, noe som er mer utfordrende for ARM-prosessorer lykkes i. Selv eldre og svært sentraliserte markeder som PC-er og servere ser økt bruk av ARM-prosessorer, som først og fremst tar markedsandeler fra x86.

En kort historie om Arm og ARM

ARM ble opprinnelig designet av Acorn Computers i 1985, med ARM som opprinnelig sto for "Acorn RISC Machine." Det tok ikke lang tid før Apple ble interessert i ARM, og i 1990 spunnet Acorn Computers ut sitt prosessordesignteam som Advanced RISC Machines (en gjenoppfinnelse av ARM-akronymet), senere omdøpt til Arm Beholdning. Arbeidet mellom Arm og Apple utviklet seg etter hvert til ARM6, som ble brukt i Apples Newton PDA, som ikke var særlig vellykket og dermed førte til at Apples bruk av ARM-brikker midlertidig ble slutt.

Arm etablerte seg raskt som selskapet for mobile enheter som Newton, men også med telefoner som Nokias legendariske 3310 fra 2000 (populært kjent som Nokia Brick) og Apples iPod Touch fra 2007. I 2005, Arms markedsandel for mobiltelefoner var 98 %, og dette var før introduksjonen av den moderne smarttelefonen. I dag, 99 % av smarttelefonene bruker ARM-prosessorer, og mens det også er delt opp mellom forskjellige selskaper som Samsung, Apple og Qualcomm, er det det samme med Arm, som tjener penger på lisensavgiftene.

Arms forretningsmodell har tillatt mange selskaper å lisensiere og bruke prosessorteknologi som ville vært for vanskelig å lage fra bunnen av.

Arm har også gjort inntog i markeder som tradisjonelt domineres av Intel og AMDs x86-arkitektur, hovedsakelig servere og PC-er. Serverbrikker som Amazons Graviton og Ampere's Altra leder hovedsakelig oppladningen i datasenteret, mens Apple, Qualcomm og Samsung er de primære konkurrentene for x86 i PC-en marked. Fra midten av 2023 er Arms markedsandel på servere og PC-er på henholdsvis omtrent 7 % og 14 %. I tillegg har Arm også sett en viss suksess i spillkonsoller, som Nintendo DS eller til og med Nintendo Switch, som bruker Nvidias ARM-baserte Tegra X1.

Ikke alt har gått etter planen for Arm. Etter å ha kjøpt opp Arm i 2016, forsøkte SoftBank Group å selge den til Nvidia i 2020, men avtalen mislyktes i 2022 siden Nvidia konkurrerer med mange selskaper som lager ARM-brikker. I tillegg, Arm er i en juridisk kamp med Qualcomm om kjøpet av Nuvia i 2021, en oppstart som designet ARM-brikker. Qualcomm søker å lage ARM-CPUer ved å bruke Nuvias design, som Arm hevder vil kreve at Qualcomm får en ny lisens. Nå krever Arm at Qualcomm kvitter seg med Nuvias åndsverk, mens Qualcomm går videre med planer om å frigi Nuvias sjetonger.

Arms fremtid når en ny utfordrer nærmer seg

Arm har i mange år vært den ubestridte mesteren innen mobiltelefoner og en seriøs konkurrent i markeder som tradisjonelt er dominert av x86. I motsetning til Intel og AMD har Arm ikke opplevd noen betydelige tilbakeslag på flere år, men det er en storm i horisonten, og den stormen kalles RISC-V. På mange måter er Arm og RISC-V veldig like, men også veldig forskjellige og veldig harde konkurrenter, selv om RISC-V er mye yngre og mindre etablert (ligner på dynamikken mellom Intel og AMD noen år siden).

RISC-V International er selskapet som utvikler RISC-V ISA, omtrent som hvordan Arm utvikler ARM ISA. Mens Arm bare lisensierer ARM-arkitekturen sin til selskaper som kan betale for det og ikke tillater det endre ISA, RISC-V er helt åpen kildekode, og selskaper står fritt til å gjøre hva de finner passende med teknologi. Selv om ARM ikke er fullt så lukket kildekode som x86, er det fortsatt lukket kildekode, som er en av de drivende faktorene i den økende populariteten til RISC-V. Selskaper som Microsemi har droppet ARM for RISC-V på grunn av økt fleksibilitet og lavere kostnader.

Arms argument mot RISC-V er at den kan finansiere FoU for sine grunnleggende ARM-kjerner og at det å ikke låse ned ISA kan føre til noe som kalles fragmentering, som i utgangspunktet er ideen om at for mye frihet i prosessordesign kan resultere i utbredelse inkompatibilitet. Det er vanskelig å vurdere om Arm er overlegen RISC-V, men det som er sikkert er at RISC-V har vunnet terreng siden den ble introdusert i 2015, og RISC-V International har store planer for hele dataindustrien på tvers av alle markeder.

På sikt kan RISC-V bli en stor fartsdump for Arm, men på kort sikt er det sannsynlig at ARM vil forbli uimotsagt i smarttelefoner og fortsette å chippe unna x86s fremtredende plass på PC-er og servere. Selskaper som bruker ARM er selvfølgelig ikke en samlet front og konkurrerer ikke bare med x86 og RISC-V, men også med hverandre. I tillegg er Arms tvist med Qualcomm et alvorlig problem og kan potensielt undergrave Arms virksomhet hvis den ikke løses på gode vilkår. Dette kan ende opp som en ekstremt utfordrende periode for Arm.