ARM 从谷仓里出来的巨人 英特尔是最好的“助手”吗?

2020-07-27 10:15 来源:百姓生活网

据微网消息(文/吉米),ARM的出现无疑是对英特尔x86处理器地位的挑战,但它并没有染指这个巨大的处理器市场,依靠出售芯片技术进行授权,由此建立的ARM架构生态聚集了世界上众多顶尖的半导体企业。

全球95%以上的智能手机和平板电脑使用ARM架构,ARM设计了大量高性价比、低能耗的RISC处理器、相关技术和软件。

ARM的起源可能与英特尔有一点因果关系。

橡子精简指令集计算机

1978年12月5日,物理学家赫尔曼豪泽和工程师克里斯库里在英国剑桥成立了剑桥加工中心,其主要业务是向当地市场提供电子设备。

1979年,中央处理器公司更名为橡子计算机公司,20世纪80年代是计算机产业蓬勃发展的时期。

1981年,英国广播公司(BBC)计划播出一个节目,以提高计算机在英国的普及程度。他们希望橡子能生产出一台匹配的电脑。起初,橡子公司计划使用摩托罗拉的16位芯片,但发现这种芯片速度太慢,价格太贵,而且成本占电脑的近五分之一。他们向英特尔寻求帮助,希望提供80286芯片的设计信息,但遭到拒绝,因此他们被迫开发自己的芯片。

剑桥大学的计算机科学家索菲威尔逊和史蒂夫弗伯负责为橡子公司自己的32位处理器设计微处理器,这是一项伟大的任务。然而,公司缺乏资源,所以设计必须复杂和简洁。索菲负责ARM1的指令集开发,史蒂夫负责芯片设计。第一个ARM设计基于808行基本代码。

ARM的开发项目开始于1983年末或1984年初,这就是“ARM”的由来。第一个芯片于1985年4月26日提交给橡子公司。1987年问世的Acorn阿基米德是第一台基于RISC的家用电脑。RISC支持简单指令,因此功耗低,价格低,特别适合移动设备。早期使用ARM芯片的典型设备是苹果公司的牛顿PDA。

ARM和知识产权商业模式的诞生

1990年11月27日,橡子公司正式重组为ARM计算机公司,名为高级RISC机器有限公司。苹果投资150万英镑,芯片制造商VLSI投资25万英镑,橡子本身投资150万英镑用于知识产权和12名工程师。公司的办公室很简陋,只是剑桥的一个谷仓。

大约在1991年,当时为中央处理器公司提供芯片的罗宾萨克斯比(Robin Saxby)来到ARM担任首席执行官,他引入了知识产权商业模式,以拯救那些缺乏资金、业务低迷的公司。ARM将芯片设计许可给许多半导体公司,并在早期收取许可费,在后期生产硅片时收取专利费。

具体来说,ARM有三种授权方法:处理器授权、持久性有机污染物授权和体系结构授权。

处理器授权是指授权合作制造商使用ARM设计的处理器。对方不能改变原设计,但可以根据自己的需要调整产品的频率和功耗。

处理器优化包授权是处理器授权的一种高级形式。ARM向授权合作伙伴销售经过优化的处理器,这便于他们在特定流程下设计和生产性能有保证的处理器。

架构授权意味着ARM将授权合作伙伴使用他们自己的架构,这样他们就可以根据自己的需求设计处理器。

正是这种模式最终使ARM芯片遍地开花,ARM与这些公司建立了互利的合作伙伴关系。1993年,ARM将其产品授权给卷云逻辑和德州仪器。与德州仪器的合作给ARM带来了重大突破。此外,它还为ARM建立了声誉,并证实了授权模式的可行性。

1994年,有人建议诺基亚将德州仪器基于ARM的系统设计应用到即将推出的GSM手机上。考虑到内存空间,诺基亚反对使用ARM,因为整体系统生产成本有限。因此,ARM专门开发了16位定制指令集,减少了占用的内存空间。该设计获得了电信运营商的授权,并出售给了诺基亚。诺基亚6110是第一款搭载ARM处理器的GSM手机,自推出以来取得了巨大的成功。ARM7已经成为ARM的旗舰移动设计,并且从那时起已经授权给超过165家公司。自1994年以来,这些公司已经生产了超过100亿片芯片。

到1997年底,ARM已经成为一家私营公司,年收入2660万英镑,净收入290万英镑。

移动芯片市场的霸主

1998年4月17日,ARM控股同时在伦敦证券交易所和纳斯达克上市。首次公开发行价格为每股5.75英镑。

在两个地方上市有两个原因。首先,当时科技股处于泡沫时期,其总部主要位于美国以外。ARM认为,通过纳斯达克市场可以获得合理的估值。第二,ARM的两大股东是美国公司和英国公司,ARM希望保留Acorn现有的英国股东。

21世纪初,整个行业崩溃,股市整体股价下跌近80%至90%,导致ARM收入大幅下降。然而,与其他公司相比,ARM仍然实现了盈利目标,没有任何负债或财务问题。ARM进入了非季度发展的新时代,精心规划了公司未来五年的路线图,并开始实施长期计划。

2001年,沃伦伊斯特被任命为ARM首席执行官,罗宾萨克斯比接任ARM董事长。成为标准处理器架构的愿景正在实现。

微处理器的尺寸变得如此之小,以至于它只占据了芯片面积的一小部分,因此接下来的问题是如何在单个芯片或片上系统(SoC)解决方案上构建基于软件的系统,尽管与维护专有处理器架构相关的投资和拥有成本是巨大的。大多数公司缺乏能够制造自己的微处理器的设计团队,或者缺乏使微处理器有效运行所需的工具。这也是微处理器率先使用知识产权许可模式的主要原因之一,ARM产品被越来越多的运营商采用,尤其是在快速增长的手机市场,ARM已经逐渐成为事实上的标准。

2007年,苹果手机的出现和应用商店的迅速崛起使得全球移动应用完全受制于ARM指令集。然后,在2008年,谷歌推出了安卓系统,这也是基于ARM指令集。至此,智能手机已经进入快速发展阶段,ARM也因此确立了其在智能手机市场的主导地位。同年,ARM芯片的出货量达到100亿。

2011年,微软宣布下一版Windows将正式支持ARM处理器,这是计算机行业发展史上的一件大事,标志着x86处理器的主导地位已经动摇。

有趣的是,英特尔一直在推动ARM的名气。20世纪90年代,高通提出与英特尔合作,但英特尔拒绝了,因为手机市场太小。在那之后,苹果公司因为苹果手机而希望与英特尔合作,结果因为同样的原因被拒绝。移动市场的大蛋糕并不注定属于英特尔

2016年7月18日,日本软银集团以320亿美元收购ARM。迄今为止,ARM已经成为软银集团的全资子公司。

ARM成功的机会在于当时罕见的知识产权商业模式,它诠释了“合作共赢”理念的真谛,这与英特尔的道路不同,但也走出了同样的辉煌。