Co to jest Arm: historia ISA i to, co nadejdzie

Jeśli kiedykolwiek przeglądałeś specyfikację telefonu komórkowego lub laptopa albo wiesz, jak działa Apple porzucił firmę Intel, aby tworzyć własne procesory dla produktów Mac, prawdopodobnie spotkałeś się przynajmniej ze słowem „Arm”. raz. Nie jest to jednak termin przypisany tylko jednej marce; Apple, Qualcomm, Samsung i setki innych firm produkują procesory wykorzystujące technologię ARM. Ponieważ procesory ARM są obecne w praktycznie każdym smartfonie, a także w wielu tabletach i laptopach, istnieje duże prawdopodobieństwo, że posiadasz lub posiadałeś przynajmniej jedno urządzenie zasilane przez ARM. Ale co to oznacza? Oto, co musisz wiedzieć o jego historii.

Arm: firma stojąca za ARM, architekturą zestawu instrukcji, z której może korzystać każdy, za odpowiednią cenę

Arm może odnosić się do firmy Arm lub ARM, architektury zestawu instrukcji (ISA), która określa, jakie podstawowe instrukcje otrzymuje procesor z jakim rodzajem oprogramowania może działać natywnie (np. bez użycia emulacji) i ma to głęboki wpływ na wydajność i efektywność potencjał. Aby rozróżnić te dwie rzeczy, Arm odnosi się do firmy, a ARM to ISA. Arm jest spółką zależną SoftBank Group, japońskiego konglomeratu, który jest także właścicielem znacznych części Alibaba, Ubera i Slacka, żeby wymienić tylko kilka. W latach 80. firma Arm opracowała ARM ISA.

Przez większą część historii procesorów firmy tworzyły własne ISA i chipy oparte na tych ISA (takie jak Intel z x86 i IBM z Power ISA), ale Arm oferuje swoje ISA i niektóre standardowe projekty rdzeni dla firm chcących produkować procesory. Arm zarabia na udzielaniu licencji na swoją technologię innym firmom, które również mogą dostosowywać architekturę ARM, ale tylko do pewnego momentu. Kiedy firma tworzy własny, niestandardowy układ ARM, ISA nie może zostać w znaczący sposób zmieniony, czego należy uniknąć problemy ze zgodnością między różnymi chipami i prawdopodobnie także w celu ochrony zysków ARM jako chipa projektant.

Model biznesowy Arm pozwolił wielu firmom na licencjonowanie i używanie technologii procesorowej, której stworzenie od zera byłoby zbyt trudne. Rynek smartfonów od dawna jest bastionem ARM, ale procesory ARM można spotkać także w ładnych praktycznie w każdej branży, która nie jest szczególnie scentralizowana, co stanowi większe wyzwanie dla procesorów ARM sukces w. Nawet starsze i bardzo scentralizowane rynki, takie jak komputery PC i serwery, odnotowują zwiększone wykorzystanie procesorów ARM, które przede wszystkim odbierają udział w rynku procesorom x86.

Krótka historia Arm i ARM

ARM został pierwotnie zaprojektowany przez Acorn Computers w 1985 roku, a ARM pierwotnie oznaczał „Acorn RISC Machine”. Nie trwało długo, zanim Apple zainteresowało się ARM, a w 1990 roku firma Acorn Computers wydzieliła swój zespół projektowy procesorów pod nazwą Advanced RISC Machines (ponowne wynalezienie akronimu ARM), później przemianowaną po prostu na Arm Holdingi. Współpraca pomiędzy Arm i Apple ostatecznie przekształciła się w ARM6, który został zastosowany w urządzeniu PDA Newton firmy Apple, co nie odniosło dużego sukcesu i tym samym doprowadziło do tymczasowego zaprzestania używania przez Apple chipów ARM.

Arm szybko ugruntował swoją pozycję jako firma zajmująca się urządzeniami mobilnymi, takimi jak Newton, ale także telefonami jak legendarny model Nokii 3310 z 2000 roku (popularnie znany jako Nokia Brick) i iPod Touch firmy Apple z 2007. W 2005, Udział Arma w rynku telefonów komórkowych wyniósł 98%i to było przed wprowadzeniem nowoczesnego smartfona. Dzisiaj, 99% smartfonów wykorzystuje procesory ARMi chociaż jest to również podzielone między różne firmy, takie jak Samsung, Apple i Qualcomm, to wszystko jest takie samo dla Arm, który zarabia na opłatach licencyjnych.

Model biznesowy Arm pozwolił wielu firmom na licencjonowanie i używanie technologii procesorowej, której stworzenie od zera byłoby zbyt trudne.

Arm wkroczył także na rynki tradycyjnie zdominowane przez architekturę x86 Intela i AMD, głównie serwery i komputery PC. Chipy serwerowe, takie jak Amazon Firmy Graviton i Altra firmy Ampere przewodzą głównie w zakresie opłat w centrach danych, podczas gdy Apple, Qualcomm i Samsung to główni konkurenci w zakresie procesorów x86 w komputerach PC rynek. Od połowy 2023 r. udział ARM w rynku serwerów i komputerów PC wynosi odpowiednio około 7% i 14%. Ponadto Arm odniósł także pewne sukcesy na konsolach do gier, takich jak Nintendo DS, a nawet Nintendo Switch, które wykorzystują procesor Tegra X1 oparty na architekturze ARM firmy Nvidia.

Jednak nie wszystko w przypadku Arma poszło zgodnie z planem. Po przejęciu Arm w 2016 r., Grupa SoftBank próbowała go sprzedać firmie Nvidia w 2020 r., ale transakcja nie powiodła się w 2022 r., ponieważ Nvidia konkuruje z wieloma firmami produkującymi chipy ARM. Dodatkowo, Arm toczy spór prawny z Qualcomm w związku z zakupem Nuvii w 2021 roku, startupu, który zaprojektował chipy ARM. Qualcomm stara się produkować procesory ARM w oparciu o projekty Nuvii, co zdaniem Arm wymagałoby od Qualcomm uzyskania nowej licencji. Teraz Arm żąda od Qualcomm pozbycia się własności intelektualnej Nuvii, podczas gdy Qualcomm kontynuuje plany wypuszczenia chipów Nuvii.

Przyszłość Arm jako nowego pretendenta się zbliża

Przez wiele lat Arm był niekwestionowanym mistrzem telefonów komórkowych i poważnym konkurentem na rynkach tradycyjnie zdominowanych przez x86. W przeciwieństwie do Intela i AMD, Arm nie doświadczył żadnych znaczących niepowodzeń przez kilka lat, ale na horyzoncie pojawia się burza, która nazywa się RISC-V. Pod wieloma względami Arm i RISC-V są bardzo podobnymi, ale także bardzo różnymi i bardzo zaciekłymi konkurentami, chociaż RISC-V jest znacznie młodszy i mniej ugruntowany (podobnie do dynamiki między Intelem i AMD przez kilka lat temu).

RISC-V International to firma, która opracowuje RISC-V ISA, podobnie jak Arm opracowuje ARM ISA. Podczas gdy Arm licencjonuje swoją architekturę ARM wyłącznie firmom, które mogą za nią zapłacić, i nie pozwala firmom na to modyfikować ISA, RISC-V jest całkowicie otwartym kodem źródłowym, a firmy mogą robić z nim, co im się podoba technologia. Chociaż ARM nie jest tak zamkniętym źródłem jak x86, nadal jest zamkniętym źródłem, co jest jednym z czynników napędzających rosnącą popularność RISC-V. Firmy takie jak Microsemi porzuciły ARM na rzecz RISC-V ze względu na większą elastyczność i niższe koszty.

Argumentem Arm przeciwko RISC-V jest to, że może finansować prace badawczo-rozwojowe w zakresie podstawowych rdzeni ARM oraz że niezablokowanie ISA może skutkować coś, co nazywa się fragmentacją, co w zasadzie oznacza, że ​​zbyt duża swoboda w projektowaniu procesorów może skutkować powszechnością niezgodność. Trudno ocenić, czy Arm jest lepszy od RISC-V, ale pewne jest, że RISC-V zyskuje na popularności od czasu jego wprowadzenia w 2015 r., a RISC-V International ma wielkie plany dotyczące całej branży komputerowej we wszystkich rynki.

Z czasem RISC-V może być dla Arma poważnym przyspieszeniem, ale w perspektywie krótkoterminowej ARM prawdopodobnie nie będzie miał sobie równych w smartfonach i nadal będzie ograniczał dominację procesorów x86 w komputerach stacjonarnych i serwerach. Oczywiście firmy korzystające z ARM nie stanowią zjednoczonego frontu i konkurują nie tylko z x86 i RISC-V, ale także między sobą. Dodatkowo spór Arma z Qualcommem stanowi poważny problem i może potencjalnie podważyć działalność Arma, jeśli nie zostanie rozwiązany na dobrych warunkach. To może być niezwykle trudny okres dla Arma.