「Hello world，I am Arm」，1985年4月26日，Arm第一顆晶片正式問世！自此Arm真的給了世界一個大大的問候，此後的35年里，Arm的晶片如同「蒲公英的種子」跨過了大洋彼岸，將花開在了世界各處。
長達數幾十年，Arm一直處於手機處理器的領主地位，但隨著物聯網時代的來臨，「同門師兄」RISC-V漸漸地危及到了其地位，在滾滾的歷史長河中，Arm又將如何自處？且聽筆者細細道來。
1
源起英國公司Acorn
說到Arm的發展，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的劍橋數學專業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、留著長發的數學和計算機專業本科生。她發明的第一款電子設備是為Harrogate一家公司製造的餵牛器，它以MOS 6502為基礎。
今天的Sophie·Wilson（來源：博通）
後來Wilson開始設計個人電腦，並認識了Hermann Hauser。1979年3月，Hauser創建了Acorn Computers公司，Wilson設計了Acorn公司第一款產品Acorn's System One.它與當時的餵牛器一樣也是基於6502，具有512字節的RAM。並在Wilson畢業以後，Hauser任命她為首席設計師，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創立了Sinclair 無線電公司，主要業務是開發和銷售計算器等電子設備。
現在的Steve Furber（來源：工程技術研究所）
1977年，Apple II和其他機型一起出現在美國，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可不是你吃雞遊戲中的MK14。
當時這個MK14設計非常倉促，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，他只是僱傭了一位名叫Steve Furber的畢業生，用這家處理器製造商的概念驗證原理圖組裝了一台機器。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，並對微處理器產生了濃厚的興趣。
參考板：Sinclair的1978 MK14
MK14研發出來以後，據wiki百科資料顯示，當時Sinclair公司的另一個工程師Chris Curry建議進一步開發該套件，但無法說服Sinclair，Curry遂離職並與Hauser於1978年12月創立了Cambridge Processor Unit（CPU）公司。
但MK14出人意料的超越了在技術上更先進、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，來專心於生產一種新的微型計算機。於是就有了1980年的ZX80，次年又生產了ZX81。Hauser 也感受到了競爭壓力，並讓他的團隊致力於開發Acorn系統的後續產品——Acorn Atom，是的，沒錯，與現在英特爾的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還在開發一款名為「Proton」的Atom後續產品。但Acorn和Sinclair並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電腦程式來說是個大問題。此時英國廣播公司(BBC)決定要有自己的標準機器，並起名叫做BBC Micro。為此，BBC廣發「英雄帖」，Acorn的聯合創始人Chris Curry搶先一步，並向BBC誇下海口，Acorn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就將微型計算機的原型機組裝在一起，這款基於老化的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：為Micro選擇合適的CPU。
2
第一款Arm晶片問世
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處理器來驅動他們的下一代計算機。並決定開發當時不被看好的RISC結構的處理器，於是Wilson和Furber開始拜訪處理器製造商。
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計中心，此時設計師Bill Mensch正在那裡設計一種支持24bit尋址的晶片，參與設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當時和現在
資料來源：Commodore.ca和WDC
一群大學生都能設計處理器，有什麼難的？回來後的Wilson和Furber開始埋頭苦幹，二人分別負責指令集開發和晶片設計工作，VLSI公司來提供BOM和樣片支持。大約18個月後，他們為Acorn台式機產品設計了第一款晶片，他們取名為Acorn RISC Machine，也就是後來大名鼎鼎的Arm，第一批Arm使用25,000個電晶體。
1985年4月26日（英國時間）下午1點，第一批Arm微處理器從製造商VLSI Technology回來了。它們被直接投入到開發系統中，並經過一兩次調整後啟動。並且在下午3點，螢幕顯示：「 Hello World，我是Arm」。全球第一款商業 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晶片
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。英國的經銷商認為，Electron將會像BBC Micro一樣大獲成功。但結果大相逕庭，他們訂購了數十萬件，全都壓倉了。
Acorn也陷入現金流問題。1985年2月，義大利計算機製造商Olivetti首次為Acorn注入現金，到年底時，Olivetti便收購了Acorn。為什麼像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」，並可與飛兆半導體作比較。Herman Hauser曾說：「Acorn對英國的影響是巨大的，劍橋地區有100多家公司，它們的起源可以追溯到Acorn，都是由Acorn的校友創立的。」
1987年，Arm DS之後出現了第一台完整的基於Arm的計算機Acorn-Archimedes，價格不到900英鎊。隨後出現的各種Archimedes機器是當時功能最強大的家用電腦之一，到1992年Archimedes的最後一台電腦問世時，處理器已經進化出了一個至關重要的新功能。正是這一點，讓晶片為其作為移動領域霸主的成功地位做好了準備。
3
Arm獨立出來
Acorn雖然最後倒下了，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，並製作了第一台平板電腦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，就是一個穀倉。而蘋果公司向這家新成立的Arm公司投入了150萬美元，與Acorn和處理器製造商超大規模集成電路公司(VLSI)共同持有43%的股份。後來賈伯斯掌權蘋果後，蘋果對Arm的投資帶來了豐厚的回報，蘋果也將業務拓展到iPod、iPhone和iPad等可攜式設備上。
公司成立後，業務一度很不景氣，工程師們人心惶惶，擔心將要失業。由於缺乏資金，Arm做出了一個意義非凡且深遠的決定：自己不製造晶片，只將晶片的設計方案授權給其他公司，由它們來生產。正是這個模式，使得Arm晶片遍地開花，Arm也賺的缽滿盆滿。
從90年代開始，Arm陸續推出了多款處理器，總結來說，Arm 處理器產品分為經典Arm處理器系列和最新的Cortex處理器系列。但90年代那會Arm的業績平平，處理器銷量也一般。直到2000年之後，手機時代的來臨，徹底造就了Arm的輝煌，尤其iPhone的出現，將Arm一度捧上制高點。Arm處理器出貨量爆炸式增長，並迅速占領了全球手機市場。
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，基於Arm的處理器，占智慧型手機的 95 ％，數位電視和機頂盒的 35％和移動計算機的 10％。在2011年，32位Arm體系結構是移動設備中使用最廣泛的體系結構，也是嵌入式系統中最受歡迎的32位體系結構。2013年，Arm處理器生產了100億個，在全球近60％的移動設備中發現了基於Arm的晶片。
可以說獨立出來的Arm迎來了其此後數十年、二十年的高光時刻，在終端消費領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。
4
面臨RISC-V的威脅？
Arm在多個領域正迎來新機遇
來勢洶洶的RISC-V著實讓Arm打了個噴嚏，尤其是在物聯網市場日益龐大的今天，RISC-V似乎比Arm架構更方便靈活，意識到業界對高昂的入門成本和開源技術的困擾，Arm也因此做了好幾次的應對。
2017年6月20日，Arm宣布其Cortex-M0/M3處理器內核免收授權費用，版權費也降到很低。要知道Cortex-M0/M3非常受業界的青睞，Arm此舉可謂是籠絡客戶，並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授權方式——Arm Flexible Access。它允許晶片設計師在為最終的選擇支付授權費之前，嘗試不同的晶片設計。讓人們更容易買得起Arm IP。日前他們有升級了這個計劃。進一步降低了開發者的進入門檻。
2019年10月9日凌晨，在加利福尼亞州聖何塞舉行的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架構新增的功能。這可以說是Arm進軍指令集定製化的一小步。也可以說是Arm在RISC-V的攻勢下做得又一個應對。
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晶片為世界上大多數智慧型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據中心市場之外。但這個潮流可能會在2020年發生轉變，因為隨著移動設備和筆記本電腦之間的界限越來越模糊，數據中心運營商越來越多地尋求更高效，更便宜的伺服器選項，現在數據中心中開始不斷的採用高性能的Arm晶片。
Arm最近發布的Neoverse晶片面向高性能伺服器應用
其實自2010年代初以來，一直有傳言稱將向基於Arm的伺服器更廣泛地轉移。但近十年來，Arm所占領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伺服器晶片、蘋果Mac晶片、谷歌定製晶片以及一些AI晶片的發展貌似又讓Arm重回到了快車道。
對於大多數台式機，筆記本電腦或數據中心應用程式，英特爾的x86晶片長期以來一直是行業標準。但據彭博社報導，蘋果將在2021年發布其首款採用Arm處理器的Mac 。據報導，該公司在卡拉馬塔項目中正在開發三款Mac處理器，它們全部基於A14晶片，該晶片將用於今年的旗艦iPhone系列。
彭博社推測，蘋果的首批基於Arm的機器將是功率較低的MacBook，因為其自己的晶片無法在高端MacBook Pro，iMac和Mac Pro計算機上與英特爾的性能匹敵。
儘管Arm晶片並未在伺服器或數據中心中廣泛使用，但許多第三方製造商一直在設計自己的基於Arm的晶片，專門針對該市場。這些伺服器處理器並不是直接插入現有台式機硬體中的，但是考慮到Apple使用Intel Xeon處理器，日子應該不遠了。
早在2018年，亞馬遜宣布了其首款基於Arm的伺服器晶片Graviton。儘管該伺服器晶片似乎並未對市場產生持久影響，但亞馬遜於2020年3月宣布了一款名為Graviton 2的新晶片。該公司表示，在許多伺服器工作負載方面，該晶片提供了比AMD和Intel更好的性價比。
Arm伺服器晶片領域的領軍企業Marvell也發布了一款新的ThunderX3「Triton」晶片組，這是一款擁有96個核的240W矽晶片。根據Marvell公司的說法，在多個基於雲的工作流程(如MySQL或CDN)上，ThunderX3始終提供比英特爾2019款Cascade Lake-SP晶片更好的性能。
2020年3月，Ampere首次推出了基於Arm的80核伺服器處理器，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。
當第三方Arm晶片問世時，設計Arm晶片指令的公司Arm Holdings也在進入市場。最有趣的是該公司的筆記本電腦晶片，該晶片長期落後於英特爾，但似乎正在追趕。
Arm首席架構師Mike Filippo此前曾告訴CNET，Cortex-A76 2019年首次在硬體中實現，是一款筆記本電腦晶片，它提供與Intel Core i5-7300大致相同的性能。雖然並不是十分驚人的性能，但這表明Arm正在不斷趕上Intel，並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」，對伺服器領域充滿了好奇和鬥志，高性能的Arm晶片恰逢其時的進入。而且Arm的商業模式是開放的，任何廠商都可以購買授權。如今，Arm和其他晶片製造商正在投入大量資源來創建可與x86處理器競爭的晶片。不僅在低端消費者用例上，而且在台式機和伺服器級，都更傾向於高性能計算。
Intel長時間在伺服器的壟斷地位，也讓數據中心運營商們想換換口味了。Arm晶片比Intel x86晶片具有更高的功率效率，並且功耗更低，產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紮根於我們的日常Mac中，無疑會花費一些時間。但無疑這將成為一種可能性。
對於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，挑戰依然在眼前。