ARM處理器：開放者的逆襲

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1980年，英國BBC電視臺策劃了一系列關於計算機的電視節目。但導演發現一個問題：怎麼給沒見過電腦的觀衆畫餅？

 

節目之一"Micro Live"

 

此時，大洋彼岸的蘋果公司已經推出適於我的使用的微型電腦。Apple-II電腦在70年代末創造出銷售神話，從而開發出我的電腦這個新市場。我的電腦在美國風靡，溫吞吞的英國人節奏卻慢了一拍。對於英國人來講，計算機仍是限於科研、國防、製造領域的高科技設備，和本身的生活沒有太大關係。美國舶來的我的電腦都售價不菲。英國人可不想用一年的下午茶來換一臺用途不明的機器。這種狀況下，不管BBC主持人怎樣能說會道，只能憑空想象的電視觀衆估計也熬不過5分鐘。幸虧，BBC是英國傳媒業的龍頭，不會輕易地放棄。BBC公開招標，想要資助一家公司開發便宜的微型計算機。

 

BBC Micro

 

中標的是一家叫艾康的電腦公司（Acorn Computer Company）。按照如今的標準看，艾康電腦很不靠譜。這家公司才成立了兩年，規模也很小。艾康的起家業務是給賭博機生產控制器。這些控制器擁有運算和存儲組件，勉強算是電腦。但控制器執行的是固定的程序，距離多功能的我的電腦還有至關的距離。就連這家公司的名字都充滿山寨氣。起「Acorn」這個名字的緣由，是由於電話目錄的「Acorn」和「Apple」在同一頁，又能排在「Apple」的前面。就這樣，艾康電腦在電話目錄上擊敗了蘋果電腦，贏得不費吹灰之力。就在BBC招標時，艾康電腦正在開發一款我的電腦的原型機，成本也符合BBC的預期。因而，這款原型機被從新命名爲BBC Micro。藉着電視節目，BBC Micro成爲英國最流行的我的電腦。

 索菲·威爾森

雖然賺到了錢，艾康的危機感並無消除。與英國其餘的我的電腦相比，BBC Micro的性能沒有太大優點。爲了在將來的競爭中勝出，艾康公司想給BBC Micro升級成Intel處理器。但這樣作的話，電腦的成本大增，偏離了廉價電腦的定位。最終，公司委任索菲·威爾森領導研發本身的處理器。研發處理區器可不是隨便說說的小事。正如威爾森後來回憶，她必須「事先很是仔細地考慮好全部的細節」，才能在苛刻的成本限制下實現處理器性能大提高。1985年，艾康公司給BBC Micro換上了廉價且性能優良的ARM處理器。

 

ARM是「Acorn RISC Machine」的簡稱。名字中的「RISC」，指的是ARM處理器對精簡指令集的支持。這一點上，威爾森站在了Intel的反面。RISC處理器只支持基本的彙編指令，而複雜動做只能經過這些基本指令組合而成。所以，「RISC」的彙編程序須要佔用更多的空間，編譯起來也比較耗時。但RISC處理器結構簡單，制形成本低，運行起來也比較省電。與「RISC」相對應的是「CISC」，即複雜指令集。「CISC」是Intel選擇的道路。CISC處理器有不少高級功能，結構也相應複雜不少。打一個比方，RISC處理器就像經濟型轎車，便宜、性能通常、只有基礎功能。而CISC處理器則是一輛超級跑車，昂貴、性能卓越、有不少附加功能。其實在威爾森以前，大型服務器已經開始使用RISC處理器。這些大型電腦配備有數目衆多的處理器。就好像擁有大量汽車的出租車公司，更願意選擇經濟型轎車。ARM處理器獨到之處，是把RISC處理器引入了低成本的小型設備。

選擇超跑

 

憑着ARM處理器，艾康電腦守住了教育電腦市場。BBC Micro銷量達到上百萬臺，直到1994年才完全停產。但在更廣闊的我的電腦市場上，Intel的CISC處理器纔是贏家。畢竟，我的電腦逐漸成爲家庭娛樂和我的辦公的中心。一臺我的電腦每每會使用5到7年，而電腦上的軟件也會愈來愈多、愈來愈耗費資源。爲了應對漫長的使用期，用戶固然但願本身擁有的是一輛超級跑車。所以，Intel長期霸佔我的電腦的市場，只留給競爭對手一點邊角料。艾康想擴大份額，只能靠我的電腦以外的應用場景。

 

 

蘋果牛頓

 

艾康又一次抱住蘋果這棵大樹。1990年，艾康公司和蘋果公司聯合設立ARM公司。ARM公司的設立充滿實驗性質。公司最初只有12我的，只能在一間穀倉裏辦公。這個小團隊負責開發ARM處理器。蘋果將ARM處理器用於新產品——牛頓掌上電腦。牛頓極具創意。其大屏顯示和手寫識別，直接啓發了「商務通」等PDA產品，甚至影響到了iPhone的設計。掌上電腦對性能的要求沒有我的電腦那麼高，但須要節約使用電池。低功耗的ARM處理器正適合。但牛頓沒能拯救ARM。因爲售價過高，而關鍵性的手寫功能又充滿缺陷，牛頓最終在商業市場上折戟沉沙。ARM的路彷佛走到了盡頭。

 

 

ARM的合做夥伴

 

爲了生存，ARM公司放棄了處理器的生產和銷售，走起「歪門邪道」。若是ARM公司是一家飯店，選擇既不作飯、又不賣飯，估計次日就要關張。幸虧ARM公司是一家電子公司，還能夠賣設計圖紙。固然，ARM固然不是自暴自棄地清倉甩賣。它收取必定的費用，把相關設計分享給有能力生產和銷售的合做夥伴。合做夥伴生產出的每件ARM處理器，又要付給ARM公司必定的受權費。經過這種受權知識產權模式，ARM省去了生產和銷售環節的鉅額成本。專一於上游的設計，也能讓ARM公司快速地迭代開發。固然，這也是沒辦法中的辦法。Intel這樣的霸主，就包攬了從設計到銷售的全鏈條，根本不用像ARM這樣委曲求全。

諾基亞6110：貪吃蛇！

 

誰也沒想到，ARM開放的合做方式，恰巧彌補了市場上的空缺。不少電子元件廠商都想和Intel競爭處理器市場，但都忌憚Intel的強勢，不敢輕易涉入。與ARM公司合做，成了「蜀漢聯合、共抗曹魏」的理想策略。反過來，這些廠商上了船，也心甘情願地爲ARM處理器攻城略地。德州儀器公司(Texas Instrument)生產的ARM處理器，就被諾基亞用在紅極一時的6110手機上。在低端領域，ARM處理器「夠用就好」的原則正好能夠控制成本。在專用設備方面，ARM開放的架構容許小型電子廠自由地定製，也所以廣受歡迎。不知不覺，ARM處理器收編了諸多細分領域，給本身贏得了生存空間。

 

 

iPhone

 

就在ARM攢足糧草的關鍵時機，蘋果終於發力助攻。喬布斯迴歸蘋果，發佈了革命性的iPhone。因爲iPhone選用了ARM處理器，因此ARM的市場份額開始狂飆。事實上，Intel曾有機會拿下iPhone。在iPhone誕生以前，蘋果就和Intel達成戰略合做關係，並把Intel處理器應用於蘋果電腦。蘋果也有意委託Intel開發iPhone的處理器。只是Intel的內部並不看好iPhone，擔憂收不回投資成本。又一次，ARM的開放打敗了Intel式的封閉。隨後，谷歌加入，推出安卓操做系統，刺激出一衆安卓手機廠商。尋求快速迭代的安卓廠商很天然地選用開放的ARM處理器。手機市場的狂飆讓Intel人心不穩。蘋果又一次補刀，在平板電腦iPad上再次跳過Intel，使用了ARM處理器。業界議論紛紛，既然ARM處理器能知足平板電腦的性能需求，爲何不能用於Intel坐鎮的高端我的電腦呢？Intel的霸主地位日漸動搖。

樹莓派

 

現在，ARM處理器的出貨量已經遠遠超過Intel，並佔據了90%以上的手機處理器市場。在手機市場以外，ARM處理器大量應用於樹莓派。樹莓派是一款旨在復興BBC Micro教育理念的廉價微型電腦。市場給了ARM無數磨難以後，終於讓它再一次遇到初戀。

 

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參考：

https://community.arm.com/processors/b/blog/posts/a-brief-history-of-arm-part-1

https://community.arm.com/processors/b/blog/posts/a-brief-history-of-arm-part-2

https://cs.stanford.edu/people/eroberts/courses/soco/projects/risc/risccisc/

http://appleinsider.com/articles/15/01/19/how-intel-lost-the-mobile-chip-business-to-apples-ax-arm-application-processors

http://www.androidauthority.com/arms-secret-recipe-for-power-efficient-processing-409850/

https://www.quora.com/What-makes-ARM-based-chips-relatively-power-efficient

http://ihyperwin.iteye.com/blog/1701132

http://www.techbang.com/posts/10678-fully-understand-arm-processors-cisc-and-risc-are-what-history-structure-a-see-through-the-computer-96-issues-cover-story-the-king

http://www.techradar.com/news/computing/how-arm-took-on-the-world-and-won-1067393