原文地址:A Brief History of ARM: Part 2
作者: benwalshe
继续我的上一篇博客:ARM 简史:第一部分。我将讲述 ARM 在 1998 年的历史。正是在这一年,ARM 在伦敦证券交易所 (FTSE) 和 NASDAQ 上市,成为一家上市公司。请在网站上查看 ARM 里程碑,深入了解 ARM 运营年份的记事表。此网站还有一个部分很好地介绍了 ARM 经典处理器系列的详细信息。
20 世纪 90 年代末:增长、互联网崩溃以及成为上市公司的压力
20 世纪 90 年代末是技术发展的繁荣时期,ARM 当时也处在这一发展期的鼎盛点。问题在于,这一互联网泡沫具备颠覆性,诸多技术公司如雨后春笋般涌现;即便这些公司在成立时处于负债状态并且通常几乎不能提供具体的收入预测,它们仍被过高地估值。作为众多技术公司之一,ARM 的股票估值很高,其股票价格超过 10 欧元 - 这在当时是公司 1999 年实际盈利的 300 多倍(我知道,这很不可思议);并且它在由更具价值的公司组成的 FTSE 100 指数中排名第 30 位。当时,公司规模的庞大估价是自互联网热潮以来所未见过的。
21世纪初,不可避免的事情发生了,整个行业遭遇崩盘。技术行业遭到重创,股票市场上的整体股票价减少了 80-90%。不论公司处于盈余还是亏损状态,均出现了急剧下降。那些年全球半导体行业的收入很好地说明了这一点。ARM 收入也因为行业的这一巨变而出现了急剧下降。那些年半导体的出货量很好地说明了这一点
自 1998 年以来的半导体收入 - 请注意,在 2001 年和 2009 年经济衰退时出现了下降 - 来源 - 精益创新是否能够推动半导体行业重获增长并盈利?| Solid State Technology
尽管 ARM 实现了其盈利目标,且无任何负债或财务不乐观情况,但他们仍感受到了经济衰退所带来的紧迫感。根据当时在 ARM 工作的员工的描述,这是一段“不愉快”的时期,“在这里工作不怎么舒心”。整个行业出现过剩,但幸运的是,ARM 员工并未受到过多影响。ARM 进入了不按季度发展的新时代。他们谨慎地规划了企业未来 5 年的路线图,并开始实施长期计划。2001 年,Warren East 被任命为 ARM 的 CEO,而 Robin Saxby 接任 ARM 主席。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非常小以至于其仅占用芯片的一小部分区域,所以接踵而来的问题是,如何在单芯片或系统级芯片 (SoC) 解决方案上构建基于软件的系统,尽管与专有处理器架构维护相关的投资和拥有成本十分巨大。大多数公司缺乏能够自行构建微处理器的设计团队,或者缺少使微处理器有效运行所需的工具。这就是为什么微处理器率先使用 IP 许可证模型的主要原因之一,ARM 产品也就因此被应用于越来越多的 SoC,特别是在快速增长的手机市场,ARM 逐渐成为了事实上的标准。
但是,ARM 核心为“硬 IP”,并且会面临将其应用至不同技术这一现实问题。ARM 需要生产可以在无需特定技术核心端口的情况下授权给任何人的综合核心。2001 年,ARM926EJ-S 应运而生。这是一款完全综合的核心,配备 5 级管线和集成的 MMU,并且能够为 Java 加速和部分 DSP 运行提供硬件支持。它接着获得了全球 100 多位芯片供应商的授权,并且目前已出售了数十亿个。
当我在近一年前加入 ARM 时,ARM 合作伙伴取得成功的重要性让我印象深刻。正如上一篇博文所述,合作伙伴的成功意味着 ARM 的成功。与 ARM 开展业务往来的每家公司均与 ARM 建立了“双赢”的共生关系,而这在业内非常罕见。由于 ARM 是一家总部位于英国(某种程度而言,这并非是半导体行业的热点地区)的英资企业,因此有助于实施此方法。ARM 从未仅仅专注于与选定合作伙伴合作,迄今为止,它已与数百位合作伙伴建立了合作关系(如下所示)
ARM 合作社区包含 1200 多位伙伴
在互联网崩溃后,行业仍处于复苏中,ARM 也一样。增长逐渐稳定,而且 ARM9 已先后变为全新的 ARM7、ARM9E 和 ARM10。实际上,ARM 10 和 ARM11 技术在低功耗、高性能处理方面开拓了新天地。ARM 的员工人数在短短的 3 年内增加了两倍,从 400 人增加至了 1,300 人!但是 ARM 当时已发展成了一家更为成熟和智能的公司,他们意识到了不能继续此种增长势头并回归至其当前产品的正确发展趋势上。因此,他们决定针对产品进行多元化,以便涵盖所有行业需求。
Cortex 系列是 ARM 针对业界需求推出的多元化产物。Cortex-A 紧跟在 ARM11 之后继续发展现有产品,顺应要求更高性能的领先移动应用趋势。Cortex-R 提供高性能实时处理器,能够满足高度专业化的实时要求。Cortex-M 面向微控制器行业提供超低功耗和极低成本的核心。这背后的推动力是 ARM 简单地意识到高性能处理器的市场十分巨大,但是低成本微控制器的市场实际上也十分广阔,并且最新的 ARM 核心并未很好地涵盖这一市场。
最新的 Cortex 处理器系列。
到 2008 年,智能手机市场蓬勃发展;客户要求在提高性能的同时维持较长的电池寿命,因而给业界带来了不小的挑战。即便是功能最强大的单核架构也无法一劳永逸;为此,ARM 推出了 Cortex-A9 MPCore 多核处理器,它能够更好地在处理过程中应对大幅动态范围,以便使智能手机能够满足截然不同的用户需求(包括玩游戏和发送短信等)。2011 年,ARM 推出了异构“big.LITTLE™”方法,使得此种情况得到了进一步改善。该方法可以在需要时采用功能强大的核心提供高性能,然后在无需高性能的情况下切回至较低功耗的核心。
ARM 目前在移动市场上的占有份额达到了 96%,并且尚未呈现下降趋势。
如果您想要更为详细地了解 Cortex 系列明细,请查看 Chris Shore 发布的博文“探索 Cortex 迷宫”。
ARM 模式是其发展历史中另一十分有趣的方面。授权为 ARM 带来预先收入,但是使用费要在 5 年之久后才会发挥作用。因此,从技术角度而言,ARM 正在授权的处理器要到 5 年后才会开始全面创收。其中的一个示例为 ARM7;尽管 ARM 目前不再出售或支持该款处理器,但是您可以看到它每年的出货量都有增加(日期范围截止至 2011 年)。
截至 2011 年的 ARM7 出货量 - 请注意,即便 ARM 已在多年前停止提供支持,它也仍然呈现上升趋势。
凭借问世 10 多年的 Cortex 系列,累计的使用费将用于支持未来几年芯片的生产,并且我们可以从下图中看到,基于 ARM 的设备正在逐年大幅增长,目前达到了一年 120 亿台,并且出货的设备总量刚超过了 600 亿台。照此速度,ARM 预计到 2020 年每年可出货的设备量将达到 200 亿台(总计达到 1,500 亿台)。这一数字简直难以置信,并且再次体现了合作伙伴对于 ARM 的重要性。
ARM 合作伙伴的出货量,来源:最近发布的 ARM 战略报告
ARM 的未来规划是什么?
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作为结尾,我将分享一张 Chris Shore 推荐给我的出色照片。它实际上展示了 ARM 处理器在过去几年的创新成果。推动性能障碍和功率需求并不是唯一的发展途径。仅一部分市场处于此象限中。
这是 Acorn 于 1985 年开发的首款 ARM1。6000 个门和 50mm2 的尺寸,以 3u 技术为基础。旁边为 Cortex-M0,具备 8000 个门且尺寸不到 1/10000,以 20nm 技术为基础。另一端为带有 Mali-400 图形核心的双核 Cortex-A9。Mali-400 MP - ARM该处理器具备 100M 个门,以 40nm 技术为基础,其大小与初始的 ARM1 几乎完全相同,但在性能方面却有天壤之别。
毋庸置疑,没有任何一家处理器公司能够提供如此多元化或者如此完整的解决方案。ARM 是唯一一家这样的公司,它的发展历史足以说明这一切!
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