英国ARM公司
英国ARM公司是全球领先的半导体知识产权(IP)提供商,全世界超过95%的智能手机和平板电脑都采用ARM架构。ARM设计了大量高性价比、耗能低的RISC处理器、相关技术及软件。2014年基于ARM技术的全年全球出货量是120亿颗,从诞生到现在为止基于ARM技术的芯片有600亿颗。技术具有性能高、成本低和能耗省的特点。在智能机、平板电脑、嵌入控制、多媒体数字等处理器领域拥有主导地位。2016年7月18日消息,日本软银已经同意以234亿英镑(约合310亿美元)的价格收购英国芯片设计公司ARM。软银认为,凭借这笔收购,ARM将让软银成为下一个潜力巨大的科技市场(即物联网)的领导者。这笔交易将在周一早晨宣布。软银和ARM暂时都未对此发表评论。
2020年9月13日,芯片制造商英伟达(Nvidia)同意了从软银(Softbank)手中购买ARM的要约,这一交易价值近400亿美元。两家公司当天共同官宣了这一消息。
发展历程 编辑本段
ARM公司通过出售芯片技术授权,建立起新型的微处理器设计、生产和销售商业模式。ARM将其技术授权给世界上许多著名的半导体、软件和OEM厂商,每个厂商得到的都是一套独一无二的ARM相关技术及服务。利用这种合伙关系,ARM很快成为许多全球性RISC标准的缔造者。
总共有30家半导体公司与ARM签订了硬件技术使用许可协议,其中包括Intel、IBM、华为、三星半导体、NEC、SONY、飞利浦和NI这样的大公司。至于软件系统的合伙人,则包括微软、SUN和MRI等一系列知名公司。
1991年ARM公司成立于英国剑桥,主要出售芯片设计技术的授权。采用ARM技术知识产权(IP核)的微处理器,即我们通常所说的ARM微处理器,已遍及工业控制、消费类电子产品、通信系统、网络系统、无线系统等各类产品市场,基于ARM技术的微处理器应用约占据了32位RISC微处理器75%以上的市场份额,ARM技术正在逐步渗入到我们生活的各个方面。
20世纪90年代,ARM公司的业绩平平,处理器的出货量徘徊不前。由于资金短缺,ARM做出了一个意义深远的决定:自己不制造芯片,只将芯片的设计方案授权(licensing)给其他公司,由它们来生产。正是这个模式,最终使得ARM芯片遍地开花,将封闭设计的Intel公司置于“人民战争”的汪洋大海。
进入21世纪之后,由于手机制造行业的快速发展,出货量呈现爆炸式增长,ARM处理器占领了全球手机市场。2006年,全球ARM芯片出货量为20亿片,2010年,ARM合作伙伴的出货量达到了60亿。
ARM公司是专门从事基于RISC技术芯片设计开发的公司,作为知识产权供应商,本身不直接从事芯片生产,靠转让设计许可由合作公司生产各具特色的芯片,世界各大半导体生产商从ARM公司购买其设计的ARM微处理器核,根据各自不同的应用领域,加入适当的外围电路,从而形成自己的ARM微处理器芯片进入市场。全世界有几十家大的半导体公司都使用ARM公司的授权,因此既使得ARM技术获得更多的第三方工具、制造、软件的支持,又使整个系统成本降低,使产品更容易进入市场被消费者所接受,更具有竞争力。
ARM商品模式的强大之处在于它在世界范围有超过100个的合作伙伴(Partners)。ARM采用转让许可证制度,由合作伙伴生产芯片。
2007年底,ARM的雇员总数为1728人,持有专利700项(另有900项正在申请批准中),全球分支机构31家,合作伙伴200家,年收入2.6亿英镑。
2021年3月,芯片IP设计公司ARM正式推出Arm v9架构,这是自其v8架构十年前推出后,该公司芯片IP架构首次重大变革,预计新架构将会给未来两代芯片带来30%的性能提升。经过全面的审查,Arm确定其Armv9架构不受美国出口管理条例(EAR)的约束。
2021年4月12日,英伟达(NVIDIA)发布了首个以 ARM 为基础的数据中心处理器(CPU)NVIDIA Grace。
2021年4月19日,声明称英国数字、文化、媒体和体育大臣就英伟达拟收购Arm一事发布了公共利益干预通知,确认“他将以国家安全为由对该出售进行干预”。
2021年5月26日,芯片架构公司Arm宣布推出首批Armv9架构CPU、GPU设计方案,瞄准各级别的消费市场,终端产品将于2022年问世。
2022年2月,英伟达收购失败 Arm将独立IPO。
2022年4月,Arm已经完成转让所持有的中国合资公司安谋科技股权,不过这并不意味着两家公司自此彻底割裂,而是Arm将通过中间公司,继续持有安谋科技股权,且此举不会对Arm在中国的生态系统产生任何影响。
2022年6月29日,英国芯片设计公司Arm正式发布了基于Armv9架构设计的全新一代公版处理器,分别为大核心Cortex-X3、中核心Cortex-A715和小核心Cortex-A510 Refresh。
2022年7月18日,据英国《金融时报》报道,由于英国政局动荡,软银已经搁置了旗下芯片技术公司Arm在伦敦的首次公开募股(IPO)计划。
2022年10月18日,芯片IP设计公司Arm已经决定将汽车与物联网业务分开,调整为汽车、客户、基础设施和物联网四大业务线。
公司管理 编辑本段
公司规模 编辑本段
ARM的商业模式主要涉及IP的设计和许可,而非生产和销售实际的半导体芯片。ARM向合作伙伴网络(包括世界领先的半导体公司和系统公司)授予IP许可证。这些合作伙伴可利用ARM的IP设计创造和生产片上系统设计,但需要向ARM支付原始IP的许可费用并为每块生产的芯片或晶片交纳版税。除了处理器IP外,ARM还提供了一系列工具、物理和系统IP来优化片上系统设计。
正因为ARM的IP多种多样以及支持基于ARM的解决方案的芯片和软件体系十分庞大,全球领先的原始设备制造商(OEM)都在广泛使用ARM技术,应用领域涉及手机、数字机顶盒以及汽车制动系统和网络路由器。当今,全球95%以上的手机以及超过四分之一的电子设备都在使用ARM技术。
ARM公司本身并不靠自有的设计来制造或出售CPU,而是将处理器架构授权给有兴趣的厂家。ARM提供了多样的授权条款,包括售价与散播性等项目。对于授权方来说,ARM提供了ARM内核的整合硬件叙述,包含完整的软件开发工具(编译器、debugger、SDK),以及针对内含ARM CPU硅芯片的销售权。对于无晶圆厂的授权方来说,其希望能将ARM内核整合到他们自行研发的芯片设计中,通常就仅针对取得一份生产就绪的知识产权内核(IP Core)认证。对这些客户来说,ARM会释出所选的ARM核心的闸极电路图,连同抽象模拟模型和测试程式,以协助设计整合和验证。需求更多的客户,包括整合元件制造商(IDM)和晶圆厂家,就选择可合成的RTL(暂存器转移层级,如Verilog)形式来取得处理器的知识产权(IP)。借助可整合的RTL,客户就有能力能进行架构上的最佳化与加强。这个方式能让设计者完成额外的设计目标(如高震荡频率、低能量耗损、指令集延伸等)而不会受限于无法更动的电路图。虽然ARM并不授予受权方再次出售ARM架构本身,但受权方可以任意地出售制品(如芯片元件、评估板、完整系统等)。商用晶圆厂是特殊例子,因为他们不仅授予能出售包含ARM内核的硅晶成品,对其它客户来讲,他们通常也保留重制ARM内核的权利。
就像大多数IP出售方,ARM依照使用价值来决定IP的售价。
在架构上而言,更低效能的ARM内核比更高效能的内核拥有较低的授权费。以硅芯片实作而言,一颗可整合的内核要比一颗硬件宏(黑箱)内核要来得贵。更复杂的价位问题来讲,持有ARM授权的商用晶圆厂(例如韩国三星和日本富士通)可以提供更低的授权价格给他们的晶圆厂客户。透过晶圆厂自有的设计技术,客户可以更低或是免费的ARM预付授权费来取得ARM内核。相较于不具备自有设计技术的专门半导体晶圆厂(如台积电和联电),富士通/三星对每片晶圆多收取了两至三倍的费用。对中少量的应用而言,具备设计部门的晶圆厂提供较低的整体价格(透过授权费用的补助)。对于量产而言,由于长期的成本缩减可借由更低的晶圆价格,减少ARM的NRE成本,使得专门的晶圆厂也成了一个更好的选择。
许多半导体公司持有ARM授权:Atmel、Broadcom、Cirrus Logic、Freescale(于2004从摩托罗拉公司独立出来)、Qualcomm、富士通、英特尔(借由和Digital的控诉调停)、IBM,英飞凌科技,任天堂,恩智浦半导体(于2006年从飞利浦独立出来)、OKI电气工业,三星电子,Sharp,STMicroelectronics,德州仪器和VLSI等许多这些公司均拥有各个不同形式的ARM授权。虽然ARM的授权项目由保密合约所涵盖,在智慧财产权工业,ARM是广为人知最昂贵的CPU内核之一。单一的客户产品包含一个基本的ARM内核可能就需索取一次高达美金20万的授权费用。而若是牵涉到大量架构上修改,则费用就可能超过千万美元。
ARM(Asynchronous Response Mode:异步响应方式)也是一种非平衡数据链路操作方式,与NRM不同的是,ARM下的传输过程由从站启动。从站主动发送给主站的一个或一组帧中可包含有信息,也可以是仅以控制为目的而发的帧。在这种操作方式下,由从站来控制超时和重发。该方式对采用轮询方式的多站链路来说是必不可少的。
ARM微处理器包括下面几个系列,以及其它厂商基于ARM体系结构的处理器,除了具有ARM体系结构的共同特点以外,每一个系列的ARM微处理器都有各自的特点和应用领域。
ARM7系列
ARM9系列
ARM9E系列
ARM10E系列
SecurCore系列
Intel的Xscale
Intel的StrongARM
其中,ARM7、ARM9、ARM9E和ARM10为4个通用处理器系列,每一个系列提供一套相对独特的性能来满足不同应用领域的需求。SecurCore系列专门为安全要求较高的应用而设计。
1) arm 7
ARM7系列微处理器为低功耗的32位RISC处理器,最适合用于对价位和功耗要求较高的消费类应用。ARM7微处理器系列具有如下特点:
具有嵌入式ICE-RT逻辑,调试开发方便。
能够提供0.9MIPS/MHz的三级流水线结构。
代码密度高并兼容16位的Thumb指令集。
对操作系统的支持广泛,包括Windows CE、 Linux、Palm OS等。
指令系统与ARM9系列、ARM9E系列和ARM10E系列兼容,便于用户的产品升级换代。
主频最高可达130MIPS,高速的运算处理能力能胜任绝大多数的复杂应用。
ARM7系列微处理器的主要应用领域为:工业控制、Internet设备、网络和调制解调器设备、移动电话等多种多媒体和嵌入式应用。
ARM7系列微处理器包括如下几种类型的核:ARM7TDMI、ARM7TDMI-S、ARM720T、ARM7EJ。其中,ARM7TDMI是目前使用最广泛的32位嵌入式RISC处理器,属低端ARM处理器核。TDMI的基本含义为:
T:支持16位压缩指令集Thumb
D:支持片上Debug
M:内嵌硬件乘法器
I:嵌入式ICE,支持片上断点和调试点
2) arm 9
ARM9系列微处理器在高性能和低功耗特性方面提供最佳的性能。具有以下特点:
5级整数流水线,指令执行效率更高。
提供1.1MIPS/MHz的哈佛结构。
支持32位ARM指令集和16位Thumb指令集。
支持32位的高速AMBA总线接口。
ARM9系列微处理器主要应用于无线设备、仪器仪表、安全系统、机顶盒、高端打印机、数字,照相机和数字摄像机等。
ARM9系列微处理器包含ARM920T、ARM922T和ARM940T三种类型,以适用于不同的应用场合
3) arm9e
ARM9E系列微处理器为可综合处理器,使用单一的处理器内核提供了微控制器、DSP、Java应用系统的解决方案,极大的减少了芯片的面积和系统的复杂程度。ARM9E系列微处理器提供了增强的DSP处理能力,很适合于那些需要同时使用DSP和微控制器的应用场合。
ARM9E系列微处理器的主要特点如下:
支持DSP指令集,适合于需要高速数字信号处理的场合。
5级整数流水线,指令执行效率更高。
支持32位ARM指令集和16位Thumb指令集。
支持32位的高速AMBA总线接口。
支持VFP9浮点处理协处理器。
MPU支持实时操作系统。
支持数据Cache和指令Cache,具有更高的指令和数据处理能力。
主频最高可达300MIPS。
ARM9E系列微处理器主要应用于下一代无线设备、数字消费品、成像设备、工业控制、存储设备和网络设备等领域。
ARM9E系列微处理器包含ARM926EJ-S、ARM946E-S和ARM966E-S三种类型,以适用于不同的应用场合。
4)arm10e
ARM10E系列微处理器具有高性能、低功耗的特点,由于采用了新的体系结构,与同等的ARM9器件相比较,在同样的时钟频率下,性能提高了近50%,同时,ARM10E系列微处理器采用了两种先进的节能方式,使其功耗极低。
ARM10E系列微处理器的主要特点如下:
支持DSP指令集,适合于需要高速数字信号处理的场合。
6级整数流水线,指令执行效率更高。
支持32位ARM指令集和16位Thumb指令集。
支持32位的高速AMBA总线接口。
支持VFP10浮点处理协处理器。
全性能的MMU,支持Windows CE、Linux、Palm OS等多种主流嵌入式操作系统。
支持数据Cache和指令Cache,具有更高的指令和数据处理能力
主频最高可达400MIPS。
内嵌并行读/写操作部件。
ARM10E系列微处理器主要应用于下一代无线设备、数字消费品、成像设备、工业控制、通信和信息系统等领域。
ARM10E系列微处理器包含ARM1020E、ARM1022E和ARM1026EJ-S三种类型,以适用于不同的应用场合。
5)SecurCore
SecurCore系列微处理器专为安全需要而设计,提供了完善的32位RISC技术的安全解决方案,因此,SecurCore系列微处理器除了具有ARM体系结构的低功耗、高性能的特点外,还具有其独特的优势,即提供了对安全解决方案的支持。
SecurCore系列微处理器除了具有ARM体系结构各种主要特点外,还在系统安全方面具有如下的特点:
带有灵活的保护单元,以确保操作系统和应用数据的安全。
采用软内核技术,防止外部对其进行扫描探测。
可集成用户自己的安全特性和其他协处理器。
SecurCore系列微处理器包含SecurCore SC100、SecurCore SC110、SecurCore SC200和SecurCore SC210四种类型,以适用于不同的应用场合。
6)StrongARM
IntelStrongARM SA-1100处理器是采用ARM体系结构高度集成的32位RISC微处理器。它融合了Intel公司的设计和处理技术以及ARM体系结构的电源效率,采用在软件上兼容ARMv4体系结构、同时采用具有Intel技术优点的体系结构。
IntelStrongARM处理器是便携式通讯产品和消费类电子产品的理想选择,已成功应用于多家公司的掌上电脑系列产品。
7)Xscale
Xscale处理器是基于ARMv5TE体系结构的解决方案,是一款全性能、高性价比、低功耗的处理器。它支持16位的Thumb指令和DSP指令集,已使用在数字移动电话、个人数字助理和网络产品等场合。
Xscale处理器是Intel主要推广的一款ARM微处理器。
竞争对手:英特尔
市场份额
手机处理器90%的市场份额
上网本处理器30%的市场份额
平板电脑处理器70%的市场份额
PC处理器
AMD公司正在推动其基于ARM技术的芯片,宣布在2014年下半年推出新的“西雅图”ARM处理器。
AMD不是第一个致力于生产基于ARM处理器的制造商,应用微电路在四月推出了自己系统的64位ARM芯片。芯片上“系统”(SOC)的名字几乎描述了这些设备是什么:整个服务器的硬件装到一个小芯片里面。只有只读存储器,硬盘驱动器或固态存储是不存在的。
ARM和英特尔
“传统”的计算设备,如笔记本电脑,台式电脑,服务器,英特尔,AMD,它是相当多的。英特尔x86架构的PC已经存在了30多年,其竞争对手只有AMD。
Intel和AMD处理器,它们有许多相同的功能和架构,有很多共同的东西。对于一件事,它们是非常强大的,因为它们已经出现了这么长的时间,大量的机器运行的操作系统都依靠这些芯片,包括Windows,Mac OS X和Linux。
ARM开发的核心架构授权给任何硬件制造商进行设计,并生产自己的处理器。由于ARM处理器的设计方式使得功率非常小,这使得它们非常适合用于个人电子设备。
云计算
英特尔服务器处理器平均80瓦的功率只是运行一样东西,但是一个多核心的ARM处理器大约只有4瓦的功率。这是一整个系统运行在一个芯片上,不仅仅是处理器。更小的功率意味着更少的阻力,热量降低,更少的热量意味着可以节约更多的钱。如果成功,那么大规模的数据中心应该看到电力和冷却成本的显着降低,并增加了每平方尺的计算能力,因为理论上你可以塞更多SoC在一台服务器空间上。
ARM服务器的应用程序和操作系统仍然会被移植,使他们能够在ARM处理器上运行。一些Linux发行版和Windows RT已经有了各级ARM的支持,但基于ARM的微软Surface RT的问题是,仍然有很多应用程序需要从Windows移植到Windows RT。
ARM在中国主要从事ARM IP内核方面的工作,对于ARM软件工具,包括DS-5,RVDS,MDK-ARM等则不直接进行销售,由其中国区代理商亿道电子作为渠道分销商,负责销售开发工具和客户服务。
2020年6月,Arm中国区执行董事长兼CEO吴雄昂被免职。Arm中国董事会已任命Ken Phua和Phil Tang为Arm中国的临时联合首席执行官,接替吴雄昂担任董事长兼首席执行官。
ARM为什么没有大发横财?该公司创立于24年前,由苹果公司为其招募了数十名工程师,专门为苹果早期的Newton手持设备开发芯片。由于毗邻剑桥大学,所以ARM的总部所在地并不缺乏人才,但对于科技行业而言,那里却显得有些偏远。在这样的环境中,ARM开始集中精力为鲜为人知的移动设备开发低能耗芯片,并且不遗余力地与其他企业结盟。
英特尔的芯片都由它自己生产,而ARM则将芯片架构的设计授权给苹果等企业使用,然后进行定制,并花钱聘请承包商来生产。“英特尔花了很长时间打造了自己的品牌,让消费者形成了这样一种观念:使用他们芯片的产品值得多花些钱。”希加斯说,“我们没有关注这一方面,我们的重点是生产体积小、能耗低的芯片,并打造一个庞大而多样的生态系统。”
久而久之,计算市场的天平偏向了ARM一边,它那廉价、高效的芯片广受欢迎——首先被诺基亚采用,随后又逐渐被各大品牌接受。然而,由于自身的商业模式所限,在客户业绩蒸蒸日上的同时,ARM却并没有获得太大利益。
arm还在游说AMD使用arm的核心授权,但一直未得到正面回复。虽说去年AMD已经宣布即将推出arm处理器,但是关于具体产品仍旧是犹抱琵琶半遮面。
arm一直强调高效能、低功耗的IP核心技术,但arm此前一直在32位不断扩展市场,arm64位系列已经在去年底推出。arm生态系统尚未完全成型,但是各大处理器厂商已经纷纷摩拳擦掌,开始“攻城”。
在arm市场中竞争已经开始,但是不妨碍AMD在arm上的发展,因为AMD有着更为丰富的服务器处理器设计经验。
社会事件 编辑本段
2019年5月22日,据英国广播公司(BBC)报道,英国芯片设计商ARM指示员工停止与华为及其子公司的“所有有效合同”,以遵守最近的美国贸易限制。ARM的设计构成了全球大多数移动设备处理器的基础,其设计包含“美国原产技术”。
2021年1月7日,英国反垄断部门“竞争与市场管理局”(CMA)表示,将对英伟达以400亿美元收购英国芯片设计公司ARM交易展开调查。CMA称:“我们可能会评估,如果该交易完成,ARM是否有动机停止向英伟达竞争对手提供IP授权服务,或提高授权价格、降低服务质量。”
2021年8月,英国竞争和市场管理局表示,英伟达收购ARM的交易可能导致“重大竞争问题”,英伟达收购ARM一案面临第二阶段审查 周期可能长达24周。
2021年8月20日,英国反垄断部门“竞争和市场管理局”(CMA)建议,对英伟达收购英国芯片设计公司 ARM 交易展开深入调查,称该交易存在“严重的竞争担忧”。CMA公布了提交给英国政府的一份调查报告,称这笔交易可能“扼杀多个市场的创新”。
2022年2月,Arm宣布其董事会已经任命Rene Haas成为新任首席执行官,并加入董事会,为IPO进行准备工作。此项人事任命即刻生效。Rene Haas将接任原首席执行官与董事会成员的Simon Segars,短期内,Simon Segars仍将担任公司的顾问,支持领导层交接工作。
2022年2月8日消息,据国外媒体报道,在因严格监管审查及竞争对手的反对而考虑放弃收购Arm的消息出现半个月之后,这一半导体领域备受关注的收购交易,最终以失败告终,英伟达和软银已经宣布终止收购Arm的交易。
2022年2月9日消息,Arm任命 Rene Haas为新任首席执行官。
金融界2022年9月1日消息,软银旗下的半导体设计公司Arm周三表示,已起诉高通违反合同,侵犯其商标权。
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