Arm คืออะไร: ประวัติความเป็นมาของ ISA และสิ่งที่จะเกิดขึ้น

หากคุณเคยดูเอกสารข้อมูลจำเพาะสำหรับโทรศัพท์มือถือหรือแล็ปท็อป หรือหากคุณคุ้นเคยกับวิธีที่ Apple ทิ้ง Intel เพื่อสร้างโปรเซสเซอร์ของตัวเองสำหรับผลิตภัณฑ์ Mac คุณอาจพบคำว่า "Arm" เป็นอย่างน้อย ครั้งหนึ่ง. แต่ไม่ใช่คำที่เชื่อมโยงกับแบรนด์เพียงแบรนด์เดียว Apple, Qualcomm, Samsung และบริษัทอีกหลายร้อยแห่งสร้างโปรเซสเซอร์โดยใช้เทคโนโลยี Arm เนื่องจากโปรเซสเซอร์ Arm มีอยู่ในสมาร์ทโฟนแทบทุกเครื่อง รวมถึงแท็บเล็ตและแล็ปท็อปหลายเครื่อง จึงเป็นไปได้ว่าคุณเป็นเจ้าของหรือเคยเป็นเจ้าของอุปกรณ์ที่ใช้พลังงานจาก Arm อย่างน้อยหนึ่งเครื่อง แต่นั่นหมายความว่าอย่างไร? นี่คือสิ่งที่คุณต้องรู้เกี่ยวกับประวัติของมัน

Arm: บริษัทที่อยู่เบื้องหลัง ARM ซึ่งเป็นสถาปัตยกรรมชุดคำสั่งที่ใครๆ ก็ใช้ได้ ในราคาที่คุ้มค่า

Arm สามารถอ้างถึง Arm บริษัทหรือ ARM ซึ่งเป็นสถาปัตยกรรมชุดคำสั่ง (ISA) ซึ่งกำหนดคำสั่งพื้นฐานที่โปรเซสเซอร์มา ด้วยซอฟต์แวร์ประเภทใดที่สามารถทำงานได้ (โดยไม่ต้องใช้การจำลอง) และมีผลกระทบอย่างลึกซึ้งต่อประสิทธิภาพและประสิทธิผล ศักยภาพ. เพื่อแยกความแตกต่างระหว่างทั้งสอง Arm หมายถึงบริษัท และ ARM คือ ISA Arm เป็นบริษัทในเครือของ SoftBank Group ซึ่งเป็นกลุ่มบริษัทในญี่ปุ่นที่เป็นเจ้าของหุ้นจำนวนมากของ Alibaba, Uber และ Slack เป็นต้น ในช่วงทศวรรษ 1980 Arm ได้พัฒนา ARM ISA

สำหรับประวัติโปรเซสเซอร์ส่วนใหญ่ บริษัทต่างๆ ได้สร้าง ISA และชิปของตนเองโดยใช้ ISA เหล่านั้น (เช่น Intel ที่มี x86 และ IBM พร้อม Power ISA) แต่ Arm เสนอ ISA และ การออกแบบหลักมาตรฐานบางอย่าง สำหรับบริษัทที่ต้องการสร้างโปรเซสเซอร์ Arm สร้างรายได้ด้วยการอนุญาตให้ใช้เทคโนโลยีของตนแก่บริษัทอื่นๆ ซึ่งได้รับอนุญาตให้ปรับแต่งสถาปัตยกรรม ARM ได้เช่นกัน แต่เพียงบางจุดเท่านั้น เมื่อบริษัทสร้างชิป ARM ของตัวเองขึ้นมาเอง ISA จะไม่สามารถเปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญได้ ทั้งสองอย่างควรหลีกเลี่ยง ปัญหาความเข้ากันได้ของชิปต่างๆ และอาจเพื่อปกป้องผลกำไรของ Arm ในฐานะชิปด้วย นักออกแบบ

โมเดลธุรกิจของ Arm ช่วยให้บริษัทหลายแห่งออกใบอนุญาตและใช้เทคโนโลยีโปรเซสเซอร์ซึ่งยากเกินไปที่จะสร้างตั้งแต่เริ่มต้น ตลาดสมาร์ทโฟนเป็นฐานที่มั่นของ ARM มานานแล้ว แต่โปรเซสเซอร์ ARM ก็สามารถพบได้เช่นกัน อุตสาหกรรมใดๆ ก็ตามที่ไม่ได้รวมศูนย์เป็นพิเศษ ซึ่งเป็นเรื่องท้าทายสำหรับโปรเซสเซอร์ ARM มากกว่า สำเร็จใน. แม้แต่ตลาดเก่าและตลาดรวมศูนย์ เช่น พีซีและเซิร์ฟเวอร์ ก็ยังเห็นการใช้งานโปรเซสเซอร์ ARM เพิ่มขึ้น ซึ่งแย่งส่วนแบ่งตลาดไปจาก x86 เป็นหลัก

ประวัติโดยย่อของ Arm และ ARM

ARM เดิมได้รับการออกแบบโดย Acorn Computers ในปี 1985 โดยเดิมที ARM ย่อมาจาก "Acorn RISC Machine" ไม่นาน Apple ก็เริ่มสนใจ ARM และในปี 1990 Acorn Computers ได้แยกทีมออกแบบโปรเซสเซอร์ออกเป็น Advanced RISC Machines (การคิดค้นตัวย่อ ARM ขึ้นมาใหม่) ต่อมาเปลี่ยนชื่อเป็น Arm โฮลดิ้งส์ ในที่สุดงานระหว่าง Arm และ Apple ก็พัฒนาเป็น ARM6 ซึ่งใช้ใน Newton PDA ของ Apple ซึ่งไม่ประสบความสำเร็จมากนัก จึงนำไปสู่การยุติการใช้ชิป ARM ของ Apple ชั่วคราว

Arm ก่อตั้งตัวเองอย่างรวดเร็วในฐานะบริษัทด้านอุปกรณ์เคลื่อนที่เช่น Newton แต่ยังรวมถึงโทรศัพท์ด้วย อย่างรุ่นตำนานของ Nokia 3310 จากปี 2000 (หรือที่รู้จักกันในชื่อ Nokia Brick) และ iPod Touch ของ Apple จาก 2007. ในปี พ.ศ. 2548 ส่วนแบ่งการตลาดของ Arm ในโทรศัพท์มือถืออยู่ที่ 98%และนี่คือก่อนการเปิดตัวสมาร์ทโฟนยุคใหม่ วันนี้, 99% ของสมาร์ทโฟนใช้โปรเซสเซอร์ ARMและถึงแม้จะถูกแบ่งออกเป็นบริษัทต่างๆ เช่น Samsung, Apple และ Qualcomm Arm ก็เช่นเดียวกัน ซึ่งสร้างรายได้จากค่าธรรมเนียมใบอนุญาต

โมเดลธุรกิจของ Arm ช่วยให้บริษัทหลายแห่งออกใบอนุญาตและใช้เทคโนโลยีโปรเซสเซอร์ซึ่งยากเกินไปที่จะสร้างตั้งแต่เริ่มต้น

นอกจากนี้ Arm ยังรุกเข้าสู่ตลาดที่เดิมมีสถาปัตยกรรม x86 ของ Intel และ AMD ซึ่งส่วนใหญ่เป็นเซิร์ฟเวอร์และพีซี ชิปเซิร์ฟเวอร์เช่นของ Amazon Altra ของ Graviton และ Ampere เป็นผู้นำด้านค่าใช้จ่ายในศูนย์ข้อมูลเป็นหลัก ในขณะที่ Apple, Qualcomm และ Samsung เป็นคู่แข่งหลักสำหรับ x86 ในพีซี ตลาด. ณ กลางปี ​​2023 ส่วนแบ่งการตลาดของ Arm ในเซิร์ฟเวอร์และพีซีอยู่ที่ประมาณ 7% และ 14% ตามลำดับ นอกจากนี้ Arm ยังประสบความสำเร็จในเกมคอนโซล เช่น Nintendo DS หรือแม้แต่ Nintendo Switch ซึ่งใช้ Tegra X1 ที่ใช้ ARM ของ Nvidia

อย่างไรก็ตาม ไม่ใช่ทุกอย่างที่จะเป็นไปตามแผนสำหรับอาร์ม หลังจากซื้อ Arm ในปี 2559 SoftBank Group พยายามขายให้กับ Nvidia ในปี 2563 แต่ข้อตกลงล้มเหลวในปี 2565 เนื่องจาก Nvidia แข่งขันกับหลายบริษัทที่ผลิตชิป ARM นอกจากนี้ Arm กำลังต่อสู้ทางกฎหมายกับ Qualcomm เกี่ยวกับการซื้อ Nuvia ในปี 2021ซึ่งเป็นสตาร์ทอัพที่ออกแบบชิป ARM Qualcomm พยายามสร้างซีพียู ARM โดยใช้การออกแบบของ Nuvia ซึ่ง Arm แย้งว่าจะต้องให้ Qualcomm ต้องได้รับใบอนุญาตใหม่ ตอนนี้ Arm กำลังเรียกร้องให้ Qualcomm กำจัดทรัพย์สินทางปัญญาของ Nuvia ในขณะที่ Qualcomm กำลังดำเนินการตามแผนที่จะปล่อยชิปของ Nuvia

อนาคตของอาร์มในฐานะผู้ท้าชิงรายใหม่กำลังใกล้เข้ามา

หลายปีที่ผ่านมา Arm เป็นผู้นำด้านโทรศัพท์มือถืออย่างไม่มีข้อกังขา และเป็นคู่แข่งสำคัญในตลาดที่แต่เดิมถูกครอบงำโดย x86 ต่างจาก Intel และ AMD ตรงที่ Arm ไม่เคยประสบกับความพ่ายแพ้ที่สำคัญใดๆ ในช่วงหลายปีที่ผ่านมา แต่มีพายุที่ใกล้เข้ามา และพายุนั้นเรียกว่า RISC-V ในหลาย ๆ ด้าน Arm และ RISC-V มีความคล้ายคลึงกันมาก แต่ก็แตกต่างกันมากและเป็นคู่แข่งที่ดุเดือดมาก แม้ว่า RISC-V จะอายุน้อยกว่าและเป็นที่ยอมรับน้อยกว่ามาก (คล้ายกับไดนามิกระหว่าง Intel และ AMD ในช่วงหลายปีที่ผ่านมา ที่ผ่านมา).

RISC-V International เป็นบริษัทที่พัฒนา RISC-V ISA เช่นเดียวกับวิธีที่ Arm พัฒนา ARM ISA ในขณะที่ Arm อนุญาตเฉพาะสถาปัตยกรรม ARM ให้กับบริษัทที่สามารถชำระเงินได้และไม่อนุญาตให้บริษัทต่างๆ อนุญาต แก้ไข ISA, RISC-V เป็นโอเพ่นซอร์สโดยสมบูรณ์ และบริษัทต่างๆ มีอิสระที่จะทำสิ่งที่พวกเขาเห็นว่าเหมาะสม เทคโนโลยี. แม้ว่า ARM จะไม่ใช่ซอร์สแบบปิดเหมือนกับ x86 แต่ก็ยังคงเป็นซอร์สแบบปิด ซึ่งเป็นหนึ่งในปัจจัยผลักดันที่ทำให้ RISC-V ได้รับความนิยมเพิ่มขึ้น บริษัทอย่าง Microsemi เลิกใช้ ARM สำหรับ RISC-V เนื่องจากมีความยืดหยุ่นเพิ่มขึ้นและต้นทุนลดลง

ข้อโต้แย้งของ Arm กับ RISC-V คือสามารถให้ทุนสนับสนุนการวิจัยและพัฒนาสำหรับคอร์ ARM พื้นฐาน และการไม่ล็อค ISA อาจส่งผลให้ สิ่งที่เรียกว่าการกระจายตัวซึ่งโดยพื้นฐานแล้วเป็นแนวคิดที่ว่าอิสระในการออกแบบโปรเซสเซอร์มากเกินไปอาจส่งผลให้เกิดการแพร่กระจายได้ ความไม่เข้ากัน เป็นการยากที่จะประเมินว่า Arm นั้นเหนือกว่า RISC-V หรือไม่ แต่สิ่งที่แน่นอนก็คือ RISC-V นั้นกำลังได้รับความนิยม นับตั้งแต่เปิดตัวในปี 2558 และ RISC-V International มีแผนใหญ่สำหรับอุตสาหกรรมคอมพิวเตอร์ทั้งหมดโดยรวม ตลาด

ในเวลาต่อมา RISC-V อาจเป็นการเพิ่มความเร็วครั้งใหญ่ให้กับ Arm แต่ในระยะสั้น มีแนวโน้มว่า ARM จะไม่มีใครทักท้วงในสมาร์ทโฟน และยังคงชิปต่อไปด้วยความเหนือกว่าของ x86 ในพีซีและเซิร์ฟเวอร์ แน่นอนว่า บริษัทที่ใช้ ARM ไม่ได้เป็นแนวร่วมและไม่เพียงแข่งขันกับ x86 และ RISC-V เท่านั้น แต่ยังแข่งขันกันเองด้วย นอกจากนี้ ข้อพิพาทของ Arm กับ Qualcomm ยังเป็นปัญหาร้ายแรงและอาจบ่อนทำลายธุรกิจของ Arm หากไม่ได้รับการแก้ไขด้วยเงื่อนไขที่ดี นี่อาจเป็นช่วงเวลาที่ท้าทายอย่างยิ่งสำหรับอาร์ม