故事开始之前的ARM

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故事开始之前的ARM
ARM“大红大紫”之前的经历。

作者：米乐

近日，由于英国政府的政治动荡，软银搁置了英国芯片企业ARM在伦敦的IPO（首次公开募股）计划。ARM收购、上市可谓是一波百折，软银创始人孙正义说到，ARM的IPO计划是“半导体行业史上最重要的IPO”，并原本预计将成为伦交所历史上最大规模的科技股上市交易之一。足以证明现在ARM地位，举重若轻。

在ARM架构开始成为主流的当年，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 架构逐渐成为了事实上的标准。

之后ARM公司开始进入大众视线，为人熟知的故事今天依旧在继续，今天就回顾一下故事开始之前的ARM，通过历史更好的了解这个巨头。

从Acorn开始

Acorn计算机公司（Acorn Computers）创立于1978年，公司位于英格兰的剑桥，它在80年代PC革命初期的贡献，相当于美国的“苹果公司”。 之所以取名Acorn，显然是因为想在电话黄页上比Apple电脑公司更靠前。

Hermann Hauser 和 Chris Curry等人是Acorn计算机公司的创始人。20世纪80年代正是计算机工业蓬勃发展的时期，他们获得了开发BBC Micro计算机的契机，这是一项让英国每间教室都拥有一台电脑的政府举措。来自剑桥大学的才华横溢的计算机科学家Sophie Wilson和Steve Furber负责为Acorn自己的32位处理器设计微处理器。然而公司资源匮乏，因此设计必须精良简洁。Sophie负责ARM1的指令集开发，Steve负责芯片设计。首个ARM设计基于808行Basic代码。引用Sophie在一次采访中说过的话：“我们事先很仔细地考虑各种因素，才得以完成这项任务。”ARM（Acorn RISC Machine）的开发项目开始于1983年末或1984年初的某个时间。第一个芯片于1985年4月26日递交给Acorn（当时正在研发我们现在所知的ARM2）。1987年问世的Acorn Archimedes是第一台基于精简指令集(RISC)的家用电脑。

1991年，Acorn计算机公司剥离了ARM部门，成立了ARM公司。

开始飞跃

苹果公司投资了ARM，以保证其Newton手持计算机的芯片供应，却不想基于Acorn IP生产产品（当时Acorn被看做苹果的竞争对象）。苹果投入资金，VLSI Technology提供设备，Acorn则加入了12名工程师，由此ARM诞生了。但是这个计划以失败而告终。

1993年，与德州仪器(TI)的合作给ARM公司带来了重要的突破，这也给ARM公司树立了声誉并证实了该公司独特的授权商业模式的成功可行性。这次合作促使ARM正式确定了其授权IP的商业模式并着手开发更多性价比高的产品。与三星和夏普的合作证实了建立业内关系网的重要性。关系网可以让更多的公司感受到对ARM产品的热情支持，从而带来更多的授权合作机会。这些授权合作也带来了开发RISC架构的新契机。ARM的相对小规模和动态文化在产品开发方面为其提供了响应时间优势。公司最大的一次突破是在1994年，正值移动设备革命期间，小型移动设备已成现实。在这场革命中，ARM占尽天时地利。诺基亚被建议在即将推出的GSM手机上应用TI的基于ARM的系统设计。考虑到内存空间，Nokia反对使用ARM，因生产的总体系统成本有限。于是ARM专门开发出16位的定制指令集，缩减了占用的内存空间。该设计由TI授权并出售给诺基亚。诺基亚6110是第一部采用ARM处理器的GSM手机，上市后获得了极大的成功。ARM7成为了ARM的旗舰移动设计，此后被授权给超过165家公司。自1994年以来这些公司生产了超过100亿个芯片。

上市

到了1997年底，ARM已成为一家年营收2660万英镑、净收入290万英镑的私营公司。公司上市的时机已成熟。尽管公司三年前已有上市的打算，然而当时科技股处于泡沫期。大家都忧心忡忡，但仍认为公司应该抓住科技股大规模投资这个机会。

1998年4月17日,ARM控股公司同时在伦敦证交所和纳斯达克上市，首次公开募股价格为每股5.75英镑。在两地上市的原因有两点。第一，当时科技股处于泡沫期，总部主要位于美国之外，ARM认为通过纳斯达克市场可以获得一个合理的估值。第二，ARM的两大股东分别是美国公司和英国公司，同时ARM希望能留住Acorn既有的英国股东。ARM上市导致股价飙升，这家英国小型半导体设计公司几个月间就成为价值十亿美元的公司。

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，互联网泡沫的出现，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，它们有极高的估值。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；并且它在FTSE（最有价值公司） 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——泡沫破碎，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，均出现了股价的急剧下降。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。

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“难过”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，尽管专有处理器架构维护相关的投资和成本十分巨大。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，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。

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 1300 人！但是 ARM 当时已发展成了一家更为成熟的公司，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。

领先

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，但是可以看到它每年的出货量都有增加。

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 1500 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历史如今仍在继续，未来如何我们翘首以待。