ARM的历史

作者: 阮一峰

日期: 2011年1月 8日

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本周,微软公司宣布,下一版Windows将正式支持ARM处理器。

这是计算机工业发展历史上的一件大事,标识着x86处理器的主导地位发生动摇。目前在移动设备市场,ARM处理器的市场份额超过90%;在服务器市场,今年(2011年)就会有2.5GHz服务器上市;在桌面电脑市场,现在又有了微软的支持。ARM成为主流,恐怕指日可待。难怪有人惊呼,Intel公司将被击败!

与这场轰轰烈烈的变革相比,它的主角ARM公司却没有受到太多的关注,显得不太起眼。这家远离硅谷、位于剑桥大学的英国公司,到底是怎么走到今天的,居然能将芯片巨人Intel拉下马?

ARM公司的元老Lee Smith,撰写了一份PPT,向我们介绍了这家公司的简史(PDF文件,2.36MB)。

1978年12月5日,物理学家赫尔曼·豪泽(Hermann Hauser)和工程师Chris Curry,在英国剑桥创办了CPU公司(Cambridge Processing Unit),主要业务是为当地市场供应电子设备。

1979年,CPU公司改名为Acorn计算机公司。

起初,Acorn公司打算使用摩托罗拉公司的16位芯片,但是发现这种芯片太慢也太贵。"一台售价500英镑的机器,不可能使用价格100英镑的CPU!"他们转而向Intel公司索要80286芯片的设计资料,但是遭到拒绝,于是被迫自行研发。(Intel会不会为当年的这个决定后悔万分?)

1985年,Roger Wilson和Steve Furber设计了他们自己的第一代32位、6M Hz的处理器,用它做出了一台RISC指令集的计算机,简称ARM(Acorn RISC Machine)。这就是ARM这个名字的由来。

RISC的全称是"精简指令集计算机"(reduced instruction set computer),它支持的指令比较简单,所以功耗小、价格便宜,特别合适移动设备。早期使用ARM芯片的典型设备,就是苹果公司的牛顿PDA。

1990年11月27日,Acorn公司正式改组为ARM计算机公司。苹果公司出资150万英镑,芯片厂商VLSI出资25万英镑,Acorn本身则以150万英镑的知识产权和12名工程师入股。公司的办公地点非常简陋,就是一个谷仓。

当年在谷仓里开会的场景。

公司成立后,业务一度很不景气,工程师们人心惶惶,担心将要失业。由于缺乏资金,ARM做出了一个意义深远的决定:自己不制造芯片,只将芯片的设计方案授权(licensing)给其他公司,由它们来生产。正是这个模式,最终使得ARM芯片遍地开花,将封闭设计的Intel公司置于"人民战争"的汪洋大海。

20世纪90年代,ARM公司的业绩平平,处理器的出货量徘徊不前。但是进入21世纪之后,由于手机的快速发展,出货量呈现爆炸式增长,ARM处理器占领了全球手机市场。2006年,全球ARM芯片出货量为20亿片,2010年预计将达到45亿片。

2007年底,ARM的雇员总数为1728人,持有专利700项(另有900项正在申请批准中),全球分支机构31家,合作伙伴200家,年收入2.6亿英镑。

下图为2004年公司聚会的场景。

展望未来,即使Intel成功地实施了Atom战略,将x86芯片的功耗和价格大大降低,它与ARM竞争也将非常吃力。因为ARM的商业模式是开放的,任何厂商都可以购买授权,所以未来并不是Intel vs. ARM,而是Intel vs. 世界上所有其他半导体公司。那样的话,Intel的胜算能有多少呢?

(完)

留言(34条)

不得不说机遇也很重要啊!正是智能手机的普及,造就了这一奇迹。当然其中也有ARM公司的不断努力。

足见保护知识产权的重要性啊

微软这一把算是把ARM直接推上了intel的对面

崩盘在即,计算机界有好戏看了

我倒是觉得这个事情有个不好的地方,就是linux在嵌入式的优势要危险

说不好windows要连带着把嵌入式市场来个大洗牌……

2001年,任天堂的GBA(Game Boy Advance)就发售了,采用的主 CPU 就是 ARM7TDMI。

其实MS对抗整个开源界这么多年,都还立于不败之地。

那么arm公司是如何实现盈利的呢?他们的授权是一次性的,还是每出一块芯片,就要收取一次授权费用?

离把Intel拉下马还有距离吧.

“而是Intel vs. 世界上所有其他半导体公司。那样的话,Intel的胜算能有多少呢?”,苹果这么多年来何尝不是 vs全世界。

我想知道文中最后那幅图的出处。

引用coasis的发言:

那么arm公司是如何实现盈利的呢?他们的授权是一次性的,还是每出一块芯片,就要收取一次授权费用?

来源于官网:

ARM 的商业模式主要涉及 IP 的设计和许可,而非生产和销售实际的半导体芯片。 我们向合作伙伴网络(包括世界领先的半导体公司和系统公司)授予 IP 许可证。 这些合作伙伴可利用 ARM 的 IP 设计创造和生产片上系统设计,但需要向 ARM 支付原始 IP 的许可费用并为每块生产的芯片或晶片交纳版税。

同问最后一幅配图的出处。

...
那个PDF还是用MS Powerpoint做的...

引用傅友的发言:

我想知道文中最后那幅图的出处。

下载文中的PDF文件。

ARM 的 stock number 是多少 ....

楼上各位抬出微软和苹果,不同之处在于,INTEL和他们相比,真的只是一个卖硬件的,只不过一向卖的不错而已

微软和苹果,虽然都有硬件,但都是卖平台发家的,而且之所以在人民战争的海洋中不倒,也是仗着卖平台

实在看不出,INTEL有什么不可匹敌的平台优势,真的就是一个市场份额大的硬件商而已

当然我不懂INTEL的具体业务,只是知道,用linux,还是用瘟都死,差别是很大的;用苹果的系统,和用瘟都死,差别又是不小的。但是,不谈ARM,就说AMD,没看出来装个台机,用AMD和用INTEL有什么巨大区别

单纯的芯片设计制造,将变成传统行业,盈利模式需要进一步创新才能生存。

Arm提供了一个很好的榜样。

统一爬爬的解说,平台的力量远远大于单独的一个配件的力量。

Arm也就是提供了完整的开发平台,芯片,编译器,调试器,配合操作系统,各种工具应有尽有,方便了开发者设计系统。而我们的龙芯等等,需要多学习学习ARM.

很早之前就在计算机课上学到精简指令集是大势所趋

英特尔不会这样就败的。绝对不可能的。

当我在学校用ARM9实验箱的时候,我就知道ARM能统领嵌入式,有朝一日必定能统领PC。
因为她的拥护者会变得越来越多!

由于英特尔每一种 PC 机处理器的销量都超过同时代所有的工作站处理器销量的总和,它可以在每个处理器的开发上投入比任何一种精简指令处理器多的多的研发经费和人力,这样,英特尔通过高强度的投入,保证了它处理器性能提升得比精简指令还要快。而在精简指令阵营,九十年代五大工作站厂家太阳、SGI、IBM、DEC 和 HP 各自为战,每家都生产自己的精简指令处理器,加上摩托罗拉为苹果生产的 PowerPC,六家瓜分一个市场,最后谁也做不大、做不好。到了 2000 年前后,各家的处理器都做不下去了,或者全部或者部分地开始采用英特尔的产品了。而最早的精简指令的 MIPS 处理器现在几乎没有人用了。轩尼诗和派特森作为两个负责任的科学家,将英特尔处理器加入到自己编的教科书中,以免大学生们再去学习 MIPS 这样的恐龙。

英特尔经过十年努力终于打赢了对精简指令集的处理器之战。需要强调的是,英特尔不是靠技术,而是靠市场打赢的此战。英特尔的表现在很多地方很值得圈点。首先,英特尔坚持自己系列产品的兼容性,即保证以往的软件程序肯定能在新的处理器上运行。这样时间一长,用户便积累了很多在英特尔处理器上运行的软件。每次处理器升级,用户原来的软件都能使,非常方便。因此大家就不愿意轻易更换其它厂家的处理器,即使那些处理器更快。而其它处理器生产厂家这点做的都没有英特尔好,它们常常每过几年就重起炉灶,害得用户以前很多软件不能用了,必须花钱买新的。时间一长,用户就换烦了。第二,英特尔利用规模经济的优势,大强度投入研发,让业界普遍看衰的复杂指令集处理器一代代更新。在九十年代初,英特尔的 x86 系列和精简指令集的处理器相比在实数运算上要略逊一筹。但是,英特尔十几年来坚持不懈地努力,后来居上,而其它厂商因为各自市场不够大,每一个单独的处理器芯片的投入远远不如英特尔,因此反倒落在了后面。与其说英特尔战胜其它厂商,不如说它把竞争对手熬死了。第三,英特尔并没有拒绝新技术,它也曾经研制出两个不错的精简指令的处理器,只是看到它们前途不好时,立即停掉了它们。

英特尔和诸多精简指令处理器公司之战,可以说有惊无险,因为英特尔已经是内有实力,外有强援。而今天,英特尔和 AMD 之间争夺市场的竞争我个人认为不是一个重量级对手之间的比赛,因此算不上是战争。我想,如果不是反垄断法的约束,英特尔很可能已经把AMD击垮或者收购了。另外,英特尔和 AMD 的关系基本上是既联合又斗争。

在整个九十年代,英特尔和 AMD 虽然打打闹闹但是,它们在开拓 x86 市场,对抗精简指令集的工作站芯片方面利益是一致的。因此它们在市场上的依存要多于竞争。

两千年后美国经济进入低谷,精简指令的工作站的市场一落千丈,太阳公司的股票跌掉了百分之九十几。放眼处理器市场,全是英特尔和 AMD 的天下了。

我认为,总的来讲,英特尔并没有想彻底把 AMD 打死。因为留着 AMD 对它利大于弊。首先,它避免了反垄断的很多麻烦。今天 AMD 的股值只有英特尔的 5%,后者靠手中的现金就足以买下前者。但是,英特尔不能这么做,否则会有反垄断的大麻烦。其次,留着 AMD 这个对手对英特尔自身的技术进步有好处。柳宗元在他的“敌戒”一文中指出,“秦有六国,兢兢以强;六国既除,訑訑乃亡”。这条规律对于英特尔也适用。英特尔从 1979 年至今,将处理器速度,(如果以小数运算速度来衡量),提高了二十五万倍。如果没有诸多竞争对手的话,它是做不到这一点的。现在它的主要对手只有 AMD 了,从激励自己的角度讲也许要留着它,毕竟,AMD 在技术上不象当年的摩托罗拉和 IBM 那么让英特尔头疼。流传着这么一个玩笑,英特尔的人一天遇到了 AMD 的同行,便说,你们新的处理器什么时候才能做出来,等你们做出来了,我们才会有新的事做。

搞不懂为何龙芯选择了mips不直接购买arm的授权

引用coasis的发言:

那么arm公司是如何实现盈利的呢?他们的授权是一次性的,还是每出一块芯片,就要收取一次授权费用?

灵活的商业模式,不过,主要是每片收取费用。

引用yank的发言:

英特尔经过十年努力终于打赢了对精简指令集的处理器之战。需要强调的是,英特尔不是靠技术,而是靠市场打赢的此战。英特尔的表现在很多地方很值得圈点。

十分具有见解,intel与Ms都绝不是能轻视的公司,他们在犯过错误后都会立刻更正,再看准时机给对手很致命的攻击

开放带来更好的生态……

只能说阮同学不太关心移动通信,呵呵,移动通信里面,arm一直是随处可见啊

引用南 靖男的发言:

2001年,任天堂的GBA(Game Boy Advance)就发售了,采用的主 CPU 就是 ARM7TDMI。

我就是从GBA知道有ARM的,当年还通读了ARM7TDMI的所有机器指令(汇编言语),用汇编写过GBA程序。

引用爬爬的发言:

当然我不懂INTEL的具体业务,只是知道,用linux,还是用瘟都死,差别是很大的;用苹果的系统,和用瘟都死,差别又是不小的。但是,不谈ARM,就说AMD,没看出来装个台机,用AMD和用INTEL有什么巨大区别

你要是程序员就知道同样价位的AMD和Intel芯片的性能差距了。同一条指令Intel的速度就是快,导致程序的在Intel的CPU跑就是性能好

还是统一点好,intel一统天下,只学它就可以了,ARM搞得太乱。如果说Intel是颗完整的行星,ARM就是一枚冰渣泥土炭黑的拖着脏兮兮长尾巴的彗星。

INTEL现在陷入了垂老的境地, 现在新技术不断发展, 而Intel死抱着自己的架构努力保证兼容.
最终如果不出意外会有高性能新技术击垮它

现在呢?

@yank:

怎么看着像是引用自浪潮之巅里面的原文啊

ARM,靠生态系统啊

想问一下介绍arm公司的历史的pdf还有没有备份,文章里面的链接已经失效了

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