O que é Arm: A história da ISA e o que está por vir

Se você já consultou uma folha de especificações de um telefone celular ou laptop, ou se está familiarizado com o modo como a Apple abandonou a Intel para fabricar seus próprios processadores para produtos Mac, você provavelmente já encontrou a palavra “Arm” pelo menos uma vez. Mas não é um termo vinculado a apenas uma marca; Apple, Qualcomm, Samsung e centenas de outras empresas fabricam processadores usando a tecnologia Arm. Como os processadores Arm estão presentes em praticamente todos os smartphones, junto com muitos tablets e laptops, é provável que você possua ou já tenha possuído pelo menos um dispositivo com tecnologia Arm. Mas o que isso significa? Aqui está o que você precisa saber sobre sua história.

Arm: A empresa por trás do ARM, uma arquitetura de conjunto de instruções que qualquer pessoa pode usar, por um preço

Arm pode se referir a Arm da empresa ou ARM, a arquitetura do conjunto de instruções (ISA), que determina quais instruções básicas um processador vem com, que tipo de software ele pode ser executado nativamente (sem o uso de emulação) e tem implicações profundas no desempenho e na eficiência potencial. Para distinguir entre os dois, Arm refere-se à empresa e ARM é o ISA. Arm é uma subsidiária do SoftBank Group, um conglomerado japonês que também possui partes substanciais do Alibaba, Uber e Slack, para citar apenas alguns. Na década de 1980, Arm desenvolveu o ARM ISA.

Durante grande parte da história dos processadores, as empresas criaram seus próprios ISAs e os chips baseados nesses ISAs (como a Intel com x86 e IBM com Power ISA), mas Arm oferece seu ISA e alguns designs principais padrão para empresas que desejam fabricar processadores. A Arm ganha dinheiro licenciando sua tecnologia para outras empresas, que também podem customizar a arquitetura ARM, mas apenas até certo ponto. Quando uma empresa fabrica seu próprio chip ARM personalizado, o ISA não pode ser alterado de forma significativa, tanto para evitar problemas de compatibilidade entre diferentes chips e provavelmente também para proteger os resultados financeiros da Arm como um chip desenhista.

O modelo de negócios da Arm permitiu que muitas empresas licenciassem e usassem tecnologia de processador que seria muito difícil de criar do zero. O mercado de smartphones tem sido um reduto do ARM, mas os processadores ARM também podem ser encontrados em belos praticamente qualquer setor que não seja particularmente centralizado, o que é mais desafiador para os processadores ARM sucesso em. Mercados ainda mais antigos e muito centralizados, como PCs e servidores, estão vendo um uso crescente de processadores ARM, que estão principalmente tirando participação de mercado do x86.

Uma breve história do Arm e ARM

ARM foi originalmente projetado pela Acorn Computers em 1985, com ARM originalmente significando "Acorn RISC Machine". Não demorou muito para que a Apple se interessasse ARM, e em 1990, a Acorn Computers desmembrou sua equipe de design de processador como Advanced RISC Machines (uma reinvenção da sigla ARM), mais tarde renomeada simplesmente para Arm Participações. O trabalho entre Arm e Apple acabou evoluindo para ARM6, que foi usado no Newton PDA da Apple, que não teve muito sucesso e, portanto, levou ao fim temporário do uso de chips ARM pela Apple.

A Arm rapidamente se estabeleceu como a empresa de dispositivos móveis como o Newton, mas também de telefones como o lendário 3310 da Nokia de 2000 (popularmente conhecido como Nokia Brick) e o iPod Touch da Apple de 2007. Em 2005, A participação de mercado da Arm em telefones celulares foi de 98%, e isso foi antes da introdução do smartphone moderno. Hoje, 99% dos smartphones usam processadores ARM, e embora isso também seja dividido entre diferentes empresas como Samsung, Apple e Qualcomm, é tudo igual para a Arm, que ganha dinheiro com as taxas de licenciamento.

O modelo de negócios da Arm permitiu que muitas empresas licenciassem e usassem tecnologia de processador que seria muito difícil de criar do zero.

A Arm também fez incursões em mercados tradicionalmente dominados pela arquitetura x86 da Intel e da AMD, principalmente servidores e PCs. Chips de servidor como o da Amazon Graviton e Altra da Ampere lideram principalmente o ataque no data center, enquanto Apple, Qualcomm e Samsung são os principais concorrentes do x86 no PC mercado. Em meados de 2023, a participação de mercado da Arm em servidores e PCs era de aproximadamente 7% e 14%, respectivamente. Além disso, Arm também obteve algum sucesso em consoles de jogos, como o Nintendo DS ou mesmo o Nintendo Switch, que usa o Tegra X1 baseado em ARM da Nvidia.

Nem tudo correu conforme o planejado para Arm, no entanto. Depois de adquirir a Arm em 2016, o Grupo SoftBank tentou vendê-la para a Nvidia em 2020, mas o negócio falhou em 2022, já que a Nvidia compete com muitas empresas que fabricam chips ARM. Adicionalmente, Arm está em uma briga legal com a Qualcomm pela compra da Nuvia em 2021, uma startup que projetou chips ARM. A Qualcomm pretende fabricar CPUs ARM usando os designs da Nuvia, o que Arm argumenta que exigiria que a Qualcomm obtivesse uma nova licença. Agora, Arm está exigindo que a Qualcomm se livre da propriedade intelectual da Nuvia, enquanto a Qualcomm segue em frente com os planos de lançar os chips da Nuvia.

O futuro da Arm à medida que um novo desafiante se aproxima

Por muitos anos, a Arm tem sido o mestre indiscutível dos telefones celulares e um sério concorrente em mercados tradicionalmente dominados pelo x86. Ao contrário da Intel e da AMD, a Arm não sofreu nenhum revés significativo há vários anos, mas há uma tempestade no horizonte, e essa tempestade é chamada de RISC-V. Em muitos aspectos, Arm e RISC-V são muito semelhantes, mas também concorrentes muito diferentes e ferozes, embora o RISC-V seja muito mais jovem e menos estabelecido (semelhante à dinâmica entre Intel e AMD alguns anos atrás).

RISC-V International é a empresa que desenvolve o RISC-V ISA, da mesma forma que a Arm desenvolve o ARM ISA. Considerando que a Arm só licencia sua arquitetura ARM para empresas que podem pagar por ela e não permite que empresas modificar o ISA, o RISC-V é totalmente de código aberto e as empresas são livres para fazer o que acharem adequado com o tecnologia. Embora o ARM não seja tão fechado quanto o x86, ainda é um código fechado, o que é um dos fatores que impulsionam a crescente popularidade do RISC-V. Empresas como a Microsemi trocaram o ARM pelo RISC-V devido ao aumento da flexibilidade e à redução de custos.

O argumento da Arm contra o RISC-V é que ele pode financiar P&D para seus núcleos ARM básicos e que não bloquear o ISA poderia resultar em algo chamado fragmentação, que é basicamente a ideia de que muita liberdade no design do processador pode resultar em incompatibilidade. É difícil avaliar se o Arm é superior ao RISC-V, mas o certo é que o RISC-V vem ganhando terreno desde que foi lançado em 2015, e a RISC-V International tem grandes planos para toda a indústria de computação em todos os mercados.

Com o tempo, o RISC-V pode ser um grande obstáculo para o Arm, mas no curto prazo, é provável que o ARM permaneça incontestado nos smartphones e continue a diminuir a preeminência do x86 em PCs e servidores. É claro que as empresas que usam ARM não são uma frente unida e competem não apenas com x86 e RISC-V, mas também entre si. Além disso, a disputa da Arm com a Qualcomm é um problema sério e pode prejudicar os negócios da Arm se não for resolvida em bons termos. Este pode acabar sendo um período extremamente desafiador para Arm.