ARM處理器:開放者的逆襲

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個人使用的微型電腦。Apple-II電腦在70年代末創造出銷售神話從而開發出個人電腦這個新市場。個人電腦在美國風靡溫吞吞的英國人節奏卻慢了一拍。對於英國人來說計算機還是限於科研、國防、製造領域的高科技設備和自己的生活沒有太大關係。美國舶來的個人電腦都售價不菲。英國人可不想用一年的下午茶來換一臺用途不明的機器。這種情況下無論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。幸好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。按照現在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個人電腦還有相當的距離。就連這家公司的名字都充滿山寨氣。起“Acorn”這個名字的原因是因爲電話目錄的“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個人電腦的原型機成本也符合BBC的預期。於是這款原型機被重新命名爲BBC Micro。藉着電視節目BBC Micro成爲英國最流行的個人電腦。

 索菲·威爾森

雖然賺到了錢艾康的危機感並沒有消除。與英國其他的個人電腦相比BBC Micro的性能沒有太大優勢。爲了在未來的競爭中勝出艾康公司想給BBC Micro升級成Intel處理器。但這樣做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·威爾森領導研發自己的處理器。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“事先非常仔細地考慮好所有的細節”才能在苛刻的成本限制下實現處理器性能大提升。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作只能通過這些基本指令組合而成。因此“RISC”的彙編程序需要佔用更多的空間編譯起來也比較耗時。但RISC處理器結構簡單製造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處理器有很多高級功能結構也相應複雜很多。打一個比方RISC處理器就像經濟型轎車便宜、性能一般、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、有很多附加功能。其實在威爾森之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年才徹底停產。但在更廣闊的個人電腦市場上Intel的CISC處理器纔是贏家。畢竟個人電腦逐漸成爲家庭娛樂和個人辦公的中心。一臺個人電腦往往會使用5到7年而電腦上的軟件也會越來越多、越來越耗費資源。爲了應對漫長的使用期用戶當然希望自己擁有的是一輛超級跑車。因此Intel長期霸佔個人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個人電腦之外的應用場景。

 

 


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個人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個人電腦那麼高但需要節約使用電池。低功耗的ARM處理器正適合。但牛頓沒能拯救ARM。由於售價太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的路似乎走到了盡頭。

 

 

ARM的合作伙伴

 

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”。如果ARM公司是一家飯店選擇既不做飯、又不賣飯估計第二天就要關張。幸好ARM公司是一家電子公司還可以賣設計圖紙。當然ARM當然不是自暴自棄地清倉甩賣。它收取一定的費用把相關設計分享給有能力生產和銷售的合作伙伴。合作伙伴生產出的每件ARM處理器又要付給ARM公司一定的授權費。通過這種授權知識產權模式ARM省去了生產和銷售環節的鉅額成本。專注於上游的設計也能讓ARM公司快速地迭代開發。當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開放的合作方式恰巧彌補了市場上的空缺。很多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公司合作成了“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”的原則正好可以控制成本。在專用設備方面ARM開放的架構允許小型電子廠自由地定製也因此廣受歡迎。不知不覺ARM處理器收編了諸多細分領域給自己贏得了生存空間。

 

 

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。由於iPhone選用了ARM處理器所以ARM的市場份額開始狂飆。事實上Intel曾有機會拿下iPhone。在iPhone誕生之前蘋果就和Intel達成戰略合作關係並把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擔心收不回投資成本。又一次ARM的開放戰勝了Intel式的封閉。隨後谷歌加入推出安卓操作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自然地選用開放的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處理器能滿足平板電腦的性能需求爲什麼不能用於Intel坐鎮的高端個人電腦呢Intel的霸主地位日漸動搖。

樹莓派

 

如今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。在手機市場之外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無數磨難之後終於讓它再一次遇到初戀。


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