說到Arm的發(fā)展，離不開兩大重要人物：一個是Sophie Wilson，一個是Steve Furber。

1970年代，一位名叫Wilson的劍橋數(shù)學專業(yè)害羞的年輕學生成為Arm起源的種子。1978年，Wilson還是個沉默寡言、留著長發(fā)的數(shù)學和計算機專業(yè)本科生。她發(fā)明的第一款電子設(shè)備是為Harrogate一家公司制造的喂牛器，它以MOS 6502為基礎(chǔ)。

今天的Sophie·Wilson（來源：博通）

后來Wilson開始設(shè)計個人電腦，并認識了Hermann Hauser。1979年3月，Hauser創(chuàng)建了Acorn Computers公司，Wilson設(shè)計了Acorn公司第一款產(chǎn)品Acorn‘s System One.它與當時的喂牛器一樣也是基于6502，具有512字節(jié)的RAM。并在Wilson畢業(yè)以后，Hauser任命她為首席設(shè)計師，工資少的可憐，但Hauser為其畫了個大餅：“你看這是多好的一個展現(xiàn)自我的機會”！Wilson抓住了這個機會，使人人都能買得起電腦成為了現(xiàn)實。

Acorn’s System One（來源：Chris‘s Acorns）

Wilson的故事暫時告一段落，讓我們來看另一個傳奇人物——Steve Furber。要說Furber就要先提Sinclair無線電公司，1961年7月25日，Clive Sinclair創(chuàng)立了Sinclair 無線電公司，主要業(yè)務(wù)是開發(fā)和銷售計算器等電子設(shè)備。

現(xiàn)在的Steve Furber（來源：工程技術(shù)研究所）

1977年，Apple II和其他機型一起出現(xiàn)在美國，但在當時這些機型在英國都不是普通人能“買得起”的。巧合的是，Clive Sinclair在1978年帶著他的MK14加入這個賽道，注意，Sinclair的MK14可不是你吃雞游戲中的MK14。

當時這個MK14設(shè)計非常倉促，價格也非常實惠，僅為39.95英鎊，主要針對低端市場。那時Sinclair對計算機還沒有特別的熱情，他只是雇傭了一位名叫Steve Furber的畢業(yè)生，用這家處理器制造商的概念驗證原理圖組裝了一臺機器。當時的Furber正在攻讀空氣動力學博士學位，但他熟練使用烙鐵，并對微處理器產(chǎn)生了濃厚的興趣。

參考板：Sinclair的1978 MK14

MK14研發(fā)出來以后，據(jù)wiki百科資料顯示，當時Sinclair公司的另一個工程師Chris Curry建議進一步開發(fā)該套件，但無法說服Sinclair，Curry遂離職并與Hauser于1978年12月創(chuàng)立了Cambridge Processor Unit（CPU）公司。

但MK14出人意料的超越了在技術(shù)上更先進、價格更貴的競爭對手Acorn System One。而且他的成功足以使Sinclair改變主意，來專心于生產(chǎn)一種新的微型計算機。于是就有了1980年的ZX80，次年又生產(chǎn)了ZX81。Hauser 也感受到了競爭壓力，并讓他的團隊致力于開發(fā)Acorn系統(tǒng)的后續(xù)產(chǎn)品——Acorn Atom，是的，沒錯，與現(xiàn)在英特爾的CPU名字相同。

Acorn Atom（來源：Archivus）

到1981年中，Sinclair的ZX81和Acorn Atom紛紛進入了市場，當時Acorn還在開發(fā)一款名為“Proton”的Atom后續(xù)產(chǎn)品。但Acorn和Sinclair并不是唯一的競爭對手，因為市面上逐漸有20~30種不同型號的微型計算機，而且它們都是不兼容的。

然而這種不兼容性對計算機程序來說是個大問題。此時英國廣播公司（BBC）決定要有自己的標準機器，并起名叫做BBC Micro。為此，BBC廣發(fā)“英雄帖”，Acorn的聯(lián)合創(chuàng)始人Chris Curry搶先一步，并向BBC夸下?？冢珹corn將能夠做出一種完全符合要求的機器。“藝高人膽大”，說的就是Chris Curry，因為當時Proton不過是一個電路圖。

此時Furber也加入了Atom團隊。Wilson和Furber兩人在接下來的一周左右的時間內(nèi)就將微型計算機的原型機組裝在一起，這款基于老化的MOS 6502處理器的BBC Micro造出來了，合同也敲定了。這個BBC Micro在1984年得到了女王技術(shù)獎。

Acorn Proton，也就是BBC Micro

Wilson和部長肯尼斯·貝克（Kenneth Baker）在1981年BBC Micro發(fā)行會上

與大名鼎鼎的英國廣播公司BBC的合作，使得Acorn一時間名聲大噪，但此時的Wilson和Furber還是Acorn公司的無名英雄，他們還面臨下一個挑戰(zhàn)：為Micro選擇合適的CPU。

第一款A(yù)rm芯片問世

到1983年，意識到8-bit 6502處理器使用壽命已到，Wilson和Furber開始試驗可用的16-bit處理器來驅(qū)動他們的下一代計算機。并決定開發(fā)當時不被看好的RISC結(jié)構(gòu)的處理器，于是Wilson和Furber開始拜訪處理器制造商。

1980年代中期的Wilson和Furber

對6502的喜愛也讓他們二人在1983年10月來到了亞利桑那州菲尼克斯市的西部設(shè)計中心，此時設(shè)計師Bill Mensch正在那里設(shè)計一種支持24bit尋址的芯片，參與設(shè)計的僅為幾個高級工程師和一群大學生。Mensch認為Wilson和Furber之所以拒絕了6502的新版本，是因為他們想要一個32-bit 的完整處理器來與16-bit Apple IIg計劃競爭。

Western Design Center的Bill Mensch當時和現(xiàn)在資料來源：Commodore.ca和WDC

一群大學生都能設(shè)計處理器，有什么難的？回來后的Wilson和Furber開始埋頭苦干，二人分別負責指令集開發(fā)和芯片設(shè)計工作，VLSI公司來提供BOM和樣片支持。大約18個月后，他們?yōu)锳corn臺式機產(chǎn)品設(shè)計了第一款芯片，他們?nèi)∶麨锳corn RISC Machine，也就是后來大名鼎鼎的Arm，第一批Arm使用25，000個晶體管。

1985年4月26日（英國時間）下午1點，第一批Arm微處理器從制造商VLSI Technology回來了。它們被直接投入到開發(fā)系統(tǒng)中，并經(jīng)過一兩次調(diào)整后啟動。并且在下午3點，屏幕顯示：“ Hello World，我是Arm”。全球第一款商業(yè) RISC 處理器——第一個Arm原型（Arm1）在英國劍橋的Acorn計算機有限公司誕生。

最開始的3μm Arm芯片

1984年初，Sinclair公司試圖通過推出QL系列來進軍高端市場，而Acorn公司則試圖通過精簡版的BBC Micro（稱為“Electron”）來入侵Sinclair公司利潤豐厚的低端市場。英國的經(jīng)銷商認為，Electron將會像BBC Micro一樣大獲成功。但結(jié)果大相徑庭，他們訂購了數(shù)十萬件，全都壓倉了。

Acorn也陷入現(xiàn)金流問題。1985年2月，意大利計算機制造商Olivetti首次為Acorn注入現(xiàn)金，到年底時，Olivetti便收購了Acorn。為什么像Acorn這樣一個偉大的英國成功故事最終會失敗？要知道，Acorn甚至被稱為“英國蘋果”，并可與飛兆半導(dǎo)體作比較。Herman Hauser曾說：“Acorn對英國的影響是巨大的，劍橋地區(qū)有100多家公司，它們的起源可以追溯到Acorn，都是由Acorn的校友創(chuàng)立的?！?/p>

1987年，Arm DS之后出現(xiàn)了第一臺完整的基于Arm的計算機Acorn-Archimedes，價格不到900英鎊。隨后出現(xiàn)的各種Archimedes機器是當時功能最強大的家用電腦之一，到1992年Archimedes的最后一臺電腦問世時，處理器已經(jīng)進化出了一個至關(guān)重要的新功能。正是這一點，讓芯片為其作為移動領(lǐng)域霸主的成功地位做好了準備。

Arm獨立出來

Acorn雖然最后倒下了，但Arm處理器是成功的。遠在大洋彼岸的蘋果公司也嗅到了這個潛力。早在1986年，蘋果公司開始使用Arm處理器，并制作了第一臺平板電腦Newton的原型機。

MessagePad100（來源：Wikimedia）

1990年，Acorn拆分出Arm作為一家獨立的處理器公司（Advanced RISC Machines Limited），公司的辦公地點非常簡陋，就是一個谷倉。而蘋果公司向這家新成立的Arm公司投入了150萬美元，與Acorn和處理器制造商超大規(guī)模集成電路公司（VLSI）共同持有43%的股份。后來喬布斯掌權(quán)蘋果后，蘋果對Arm的投資帶來了豐厚的回報，蘋果也將業(yè)務(wù)拓展到iPod、iPhone和iPad等便攜式設(shè)備上。

公司成立后，業(yè)務(wù)一度很不景氣，工程師們?nèi)诵幕袒?，擔心將要失業(yè)。由于缺乏資金，Arm做出了一個意義非凡且深遠的決定：自己不制造芯片，只將芯片的設(shè)計方案授權(quán)給其他公司，由它們來生產(chǎn)。正是這個模式，使得Arm芯片遍地開花，Arm也賺的缽滿盆滿。

從90年代開始，Arm陸續(xù)推出了多款處理器，總結(jié)來說，Arm 處理器產(chǎn)品分為經(jīng)典Arm處理器系列和最新的Cortex處理器系列。但90年代那會Arm的業(yè)績平平，處理器銷量也一般。直到2000年之后，手機時代的來臨，徹底造就了Arm的輝煌，尤其iPhone的出現(xiàn)，將Arm一度捧上制高點。Arm處理器出貨量爆炸式增長，并迅速占領(lǐng)了全球手機市場。

2005年，在全球98%的手機中都使用了至少一個Arm處理器；在2010年，基于Arm的處理器，占智能手機的 95 ％，數(shù)字電視和機頂盒的 35％和移動計算機的 10％。在2011年，32位Arm體系結(jié)構(gòu)是移動設(shè)備中使用最廣泛的體系結(jié)構(gòu)，也是嵌入式系統(tǒng)中最受歡迎的32位體系結(jié)構(gòu)。2013年，Arm處理器生產(chǎn)了100億個，在全球近60％的移動設(shè)備中發(fā)現(xiàn)了基于Arm的芯片。

可以說獨立出來的Arm迎來了其此后數(shù)十年、二十年的高光時刻，在終端消費領(lǐng)域的地位可以說無人可撼動。如果有，那可能就是最近幾年大熱的、師出同門的RISC-V。

面臨RISC-V的威脅？Arm在多個領(lǐng)域正迎來新機遇

來勢洶洶的RISC-V著實讓Arm打了個噴嚏，尤其是在物聯(lián)網(wǎng)市場日益龐大的今天，RISC-V似乎比Arm架構(gòu)更方便靈活，意識到業(yè)界對高昂的入門成本和開源技術(shù)的困擾，Arm也因此做了好幾次的應(yīng)對。

2017年6月20日，Arm宣布其Cortex-M0/M3處理器內(nèi)核免收授權(quán)費用，版權(quán)費也降到很低。要知道Cortex-M0/M3非常受業(yè)界的青睞，Arm此舉可謂是籠絡(luò)客戶，并達到一萬億的出貨量。

2019年7月，Arm又宣布推出全新的靈活接入（Flexible Access）式IP授權(quán)方式——Arm Flexible Access。它允許芯片設(shè)計師在為最終的選擇支付授權(quán)費之前，嘗試不同的芯片設(shè)計。讓人們更容易買得起Arm IP。日前他們有升級了這個計劃。進一步降低了開發(fā)者的進入門檻。

2019年10月9日凌晨，在加利福尼亞州圣何塞舉行的Arm TechCon 2019大會上，Arm宣布宣布推出Arm Custom Instructions（客制化指令），這是針對Armv8-M架構(gòu)新增的功能。這可以說是Arm進軍指令集定制化的一小步。也可以說是Arm在RISC-V的攻勢下做得又一個應(yīng)對。

但正所謂秋葉不是一天黃的，35年樹大根深的Arm似乎又找到了新的賽道。

我們都知道，Arm芯片為世界上大多數(shù)智能手機和平板電腦提供動力，很大程度上是被排除在個人計算機和數(shù)據(jù)中心市場之外。但這個潮流可能會在2020年發(fā)生轉(zhuǎn)變，因為隨著移動設(shè)備和筆記本電腦之間的界限越來越模糊，數(shù)據(jù)中心運營商越來越多地尋求更高效，更便宜的服務(wù)器選項，現(xiàn)在數(shù)據(jù)中心中開始不斷的采用高性能的Arm芯片。

Arm最近發(fā)布的Neoverse芯片面向高性能服務(wù)器應(yīng)用

其實自2010年代初以來，一直有傳言稱將向基于Arm的服務(wù)器更廣泛地轉(zhuǎn)移。但近十年來，Arm所占領(lǐng)的市場都是微不足道的，但2020年將是情況開始改變的一年。Arm服務(wù)器芯片、蘋果Mac芯片、谷歌定制芯片以及一些AI芯片的發(fā)展貌似又讓Arm重回到了快車道。

對于大多數(shù)臺式機，筆記本電腦或數(shù)據(jù)中心應(yīng)用程序，英特爾的x86芯片長期以來一直是行業(yè)標準。但據(jù)彭博社報道，蘋果將在2021年發(fā)布其首款采用Arm處理器的Mac 。據(jù)報道，該公司在卡拉馬塔項目中正在開發(fā)三款Mac處理器，它們?nèi)炕贏14芯片，該芯片將用于今年的旗艦iPhone系列。

彭博社推測，蘋果的首批基于Arm的機器將是功率較低的MacBook，因為其自己的芯片無法在高端MacBook Pro，iMac和Mac Pro計算機上與英特爾的性能匹敵。

盡管Arm芯片并未在服務(wù)器或數(shù)據(jù)中心中廣泛使用，但許多第三方制造商一直在設(shè)計自己的基于Arm的芯片，專門針對該市場。這些服務(wù)器處理器并不是直接插入現(xiàn)有臺式機硬件中的，但是考慮到Apple使用Intel Xeon處理器，日子應(yīng)該不遠了。

早在2018年，亞馬遜宣布了其首款基于Arm的服務(wù)器芯片Graviton。盡管該服務(wù)器芯片似乎并未對市場產(chǎn)生持久影響，但亞馬遜于2020年3月宣布了一款名為Graviton 2的新芯片。該公司表示，在許多服務(wù)器工作負載方面，該芯片提供了比AMD和Intel更好的性價比。

Arm服務(wù)器芯片領(lǐng)域的領(lǐng)軍企業(yè)Marvell也發(fā)布了一款新的ThunderX3“Triton”芯片組，這是一款擁有96個核的240W硅芯片。根據(jù)Marvell公司的說法，在多個基于云的工作流程（如MySQL或CDN）上，ThunderX3始終提供比英特爾2019款Cascade Lake-SP芯片更好的性能。

2020年3月，Ampere首次推出了基于Arm的80核服務(wù)器處理器，稱為Altra，該公司計劃提供比Intel Xeon Platinum 8280高2.11倍的能效和高達2.23倍的原始性能。

當?shù)谌紸rm芯片問世時，設(shè)計Arm芯片指令的公司Arm Holdings也在進入市場。最有趣的是該公司的筆記本電腦芯片，該芯片長期落后于英特爾，但似乎正在追趕。

Arm首席架構(gòu)師Mike Filippo此前曾告訴CNET，Cortex-A76 2019年首次在硬件中實現(xiàn)，是一款筆記本電腦芯片，它提供與Intel Core i5-7300大致相同的性能。雖然并不是十分驚人的性能，但這表明Arm正在不斷趕上Intel，并希望在自己的市場上擊敗他們。

再加上Intel這幾年的“擠牙膏”式的性能升級大家都有目共睹，但Arm似乎是一個“涉世未深的孩子”，對服務(wù)器領(lǐng)域充滿了好奇和斗志，高性能的Arm芯片恰逢其時的進入。而且Arm的商業(yè)模式是開放的，任何廠商都可以購買授權(quán)。如今，Arm和其他芯片制造商正在投入大量資源來創(chuàng)建可與x86處理器競爭的芯片。不僅在低端消費者用例上，而且在臺式機和服務(wù)器級，都更傾向于高性能計算。

Intel長時間在服務(wù)器的壟斷地位，也讓數(shù)據(jù)中心運營商們想換換口味了。Arm芯片比Intel x86芯片具有更高的功率效率，并且功耗更低，產(chǎn)生的熱量也相對較少，價格也比英特爾略微美麗。但Arm要像英特爾一樣堅定地扎根于我們的日常Mac中，無疑會花費一些時間。但無疑著將成為一種可能性。

對于Arm來說，也許一個新的百花齊放時代將開啟，但我們也必須看到，挑戰(zhàn)依然在眼前。
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