揭秘25年来一直在闷声发大财的神秘公司ARM

肖久 · 发表于 2016-7-19 09:27:07

如果没有ARM，iPhone或其他智能手机都不能运行。但ARM这家公司却鲜为人知，这家位于剑桥「Silicon Fen」的公司一直刻意保持神秘的低调风格。

      在剑桥市外一个普通的商业园区中，坐落着英国最成功的科技公司——ARM。你可能从来没听过它的名字，但是ARM的设计却应用于iphone等几乎所有智能手机中。从健康追踪到服务器群组等其他科技领域它也均有涉猎，其利润率让分析师都惊呼「不可能」，捍卫着剑桥Silicon Fen的荣誉。

      那么，一家公司怎么能在外界毫无察觉的情况下变得如此成功？而且更重要的是，ARM到底是干什么的呢？在ARM公司25周年之际，英国《卫报》对这家公司做了一份「背景调查」。

      微处理器业务

      要回答上述疑问，需要从头说起，彼时，智能手机还处于想象之中。

      与ARM不同，1978年成立于剑桥的Acorn计算机公司家喻户晓。该公司是当时微型计算机研究热潮中的一家初创公司，其第一个产品——Acorn System 1是一个时代的标杆。该系统售价80英镑，针对的是大学市场，配备了一个小的LED显示屏，键盘和磁带式的接口。

      之后该公司又推出三代Acorn System，以及针对普通消费者的Acorn Atom System。但是该公司真正取得突破是在1981年，当时英国广播公司（BBC）让其开发一台机器来配合一个旨在提高英国国民电脑知识水平的系列电视节目。为此，Acorn公司推出了Proton计算机，于同年十二月将其更名为「BBC微型机（BBC Micro ）」并发布。截至1984年，在政府补贴一半费用的情况下，约80％的英国学校都有一台这个电脑。Acorn公司似乎将会是未来信息时代的巨头。

      截至1984年，在政府补贴一半费用的情况下，约80％的英国学校都有一台这个电脑。

      因此该公司开始着手为其未来奠定基础。为了产生更好的计算机图形界面，他们知道需要提高计算机的硬件速度。但是对于Acorn这样只有400名员工的公司来讲，很难迅速设计出一款芯片。因此他们想从其他公司购买芯片用在其BBC微型机上，而唯一选择条件就是速处理速度足够快。

      根据时任Acorn公司的设计经理Stephen Furber回忆，当Acorn联合创始人Hermann Hauser将一叠文件甩在他桌子上时，这项艰巨的任务就如同晴天霹雳。Furber和他的联合设计者Sophie Wilson从加州大学伯克利分校的研究中发现了一款新型处理器：该处理器简化了指令集，以便能有更时尚、更高效的设计。这种设计方式被称为「精简指令集运算（reduced instruction set computing，Risc）」，而且伯克利的Risc设计被要归功于两位设计者——David Patterson 和 Carlo Sequin。他们两人现在仍是伯克利的学者，2015年2月，为了纪念他们二人对计算领域的发展所做出的贡献，美国电器电子工程师委员会（the Institute of Electrical and Electronic Engineers）在伯克利举办了纪念揭牌仪式。

      Patterson和Sequin的发明对Acorn公司的研究人员十分重要。正如Furber后来所写的：「这个处理器是由一个在读研究生设计，但是它却可与领先的主流商业处理器相媲美。它十分简单，因此没有复杂的指令来破坏中断延迟。」

      「因此有支持者认为它指明了未来技术的发展方向，虽然它有技术上的优势，但是只有学术上的支持却没有商业上成功的保障。」以此处理器驱动的电脑最终被命名为Acorn Risc Machine——ARM。

      Risc-y业务

      从长远来看，Furber关注商业成功是非常正确的决定。Risc芯片带动了Acorn公司的业务，公司很快便迎来了有史以来最大的成功：1990年他们与苹果公司合作，为其Newton手提电脑设计了一款新型处理器。新公司由Acorn公司和苹果公司共同创立，仍叫「ARM」这个名字，到现在，「追求缩略词拓展的卓越改变」依旧是ARM（Advanced Risc Machine）公司的标准。

      Risc设计与当时苹果公司的Newton计算机完美兼容。精简的指令集带来了低能耗运算，这一点十分关键，为20年后的智能手机时代的来临奠定了基础。然而不同寻常的企业架构却伤害了Acorn公司本身，他们被迫退出PC市场。

      微软与英特尔的Wintel联盟垄断日益加剧，在装有Acorn公司ARM芯片的电脑上无法运行Windows系统。Acorn公司自身缺乏足够的规模来鼓励开发者在其平台上进行开发。卓越的技术优势却终究没有转化为健康良好的基础。

      后来，Acorn公司和ARM公司走上了两条不同轨道。接下来的10年中，Acorn公司进行了诸多尝试，开发了一款旨在替代报纸的触摸屏设备，与苹果公司合作向英国的学校提供电脑，还设计了一款必须搭配后端服务器运行的名为「thin client」的机顶盒。但是到1998年，它几乎每年都会亏损1000万英镑，最终技术优势也没能拯救它：1999年，在改名为Element 14之后被一家私人股份公司收购，同年，其全部利润来源就只剩下持有ARM公司24％的股权。

      与此同时，即使淡出公众视野，ARM公司也在不断壮大。公司卓越的低功耗处理器设计让其在移动变革的竞争中占据有利位置，首先通过将其芯片应用于现在众所周知的「feature」手机中，然后2007年再度与苹果公司合作。第一代iPhone搭载了ARM设计的芯片，从那以后，历代iPhone皆是如此。在芯片设计方面，苹果公司也是一如既往地引领潮流——如今，几乎市场上每一款智能手机都使用ARM芯片。

      更多不为人知的业务

      曾经，Acorn公司对抗Wintel的垄断，而如今正好相反。Windows和英特尔正努力提高其应用于智能手机中的低功耗技术，以追赶ARM。到2007年，英特尔已经放弃了极其耗电的奔腾系列产品线，集中研究「 Core芯片」，其功耗足够低，可以应用于笔记本电脑中。但是他们依旧花了一年的时间来研发其移动处理器「 Atom 系列」。

      ARM清楚地意识到他们具有绝对的技术领先优势。公司的营销主管Laurence Bryant告诉我说：「回顾ARM的历史，你会发现专注低功耗和面向移动终端是我们深入骨髓的DNA。」

      「在不增加任何能耗的情况下，我们也正在提高运算能力，用户会体验到低功耗所带来的好处。低功耗会让电池更轻更小，让你节省空间用于热管理，放风扇。我确信我们将一直延续这样的传统。」

      但是公司还在其他方面取得了成功。除了专注于其芯片所带来的技术利益，公司还特别重视构建芯片与制造商之间的连接体系。公司品牌营销主管Ed Gemmell认为公司有两大优势：低功耗处理和以芯片为核心的生态系统。但是二者都以更高效的做事方式为基础：「我们才不会告诉我们的合作伙伴要做什么呢。」

      Gemmell说：「我们提供最好的移动处理器和处理单元。合作伙伴想怎样将其整合在一起都随他们。我们想要的是广泛而具有差异化的合作基础。这意味着有些公司也不会这么做。」

      「英特尔对他们的PC机的创新控制过度。除了在芯片槽中插入英特尔的芯片外，PC制造商什么都不能做。这并不是一个健康的环境，创新的进程也会十分缓慢。」Gemmell补充道。

      与英特尔设计完整芯片不同的是，ARM公司则将精力全部放在设计中央处理单元上，然后他们将设计交给第三方。大部分拿到设计的第三方都会围绕该中央处理单元进行再设计形成所谓的「芯片系统」，但是像苹果这样的公司有时会支付额外的费用以获得修改设计本身的权利。

      提供这种具有诸多回报的服务让ARM变得独特。英伟达（Nvidia ）和英特尔都使用ARM的技术，尽管在其他领域他们彼此竞争，但是他们认为ARM是不会和他们争夺其目标客户（终端用户）的。你永远不会买到由ARM设计的完整芯片，所以这意味着英特尔很愿意与其合作。「如果我们的合作伙伴不信任我们，我们是不会工作的。」

      Paypal也采用ARM架构的服务器

      ARM公司主管培训客户如何进行设计应用的负责人Monika Biddulph说。但是其成功的关键在于它将目标设定为打通世界上每一项业务，而公司也多次从这种理念中受益。芯片的设计就如「面包与黄油」一样是通用的，而这也足以使芯片可以在不同的情况下被重复使用。未来十年，智能手机将会是控制高速宽带网络的终端，而ARM公司将会从中受益颇多。因此，2014年，ARM公司一半的收入都是来自于这个已经更迭五代的设计。

      作为一家着眼于未来的公司，它有宏远的计划。在除智能手机外的其他设备上，ARM的芯片设计也成为主要的处理器，几年前其市场份额只有40％，但是如今它的芯片市场规模已经直逼英特尔，而且还为诸如PayPal（全球最大在线支付平台）这样的公司提供服务。甚至更具野心的是，公司的物联网部门旨在引领设计可用于未来家居系统的芯片的潮流。

      当然，千万不要指望未来能买到ARM牌的智能冰箱或者恒温器。这家坐落于剑桥市外的公司会一直保持其低调神秘的传统，默默地帮我们运行每天都会使用的各种电子设备。

附：ARM的成长史

1978年，ARM前身Acorn RISC Machine于剑桥成立。

1985年2月，当时的IT巨头Olivetti收购Acorn 49.3%的股份，更多地将ARM处理器用于研发，这让Acorn发展受阻，所以Acorn选择独立。

1990年11月，Acorn、Apple和VLSI共同出资创建了ARM。Acorn RISC Machine正式更名为Advanced RISC Machine。

1993年，Cirrus Logic和德州仪器公司先后加入ARM阵营。当年ARM7问世。

1997年，ARM里程碑产品ARM9发布，标志着ARM处理器正式进入微处理器领域。

1998年4月17日，ARM在英国伦敦证交所和美国纳斯达克上市。

2004年，Cortex系列处理器诞生，从此不再用数字为处理器命名。它分为A、R和M三类，面向不同的市场。

2008年，ARM芯片的出货量正式突破100亿片

2010年6月，苹果表示有意以80亿美元的价格收购ARM，但遭到拒绝。ARM公司CEO Warren East称“ARM公司作为独立公司更具价值”。

2011年，ARM推出了旗下首款64位架构ARMv8，还推出了big.LITTLE技术，高性能核心与节能核心相结合。

2013年12月13日，ARM收购著名光引擎技术公司Geomerics，扩大在图形技术行业的领先地位。

2015年，ARM基于ARMv8架构推出了面向企业级市场的新平台标准，此外还开始在物联网领域发力。

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