ARM獲得軟銀強大后盾，欲探尋未來(lái)之路

　　日本軟銀集團將收購英國ARM控股公司。由于收購方是日本企業(yè)，而且不是同行，同時(shí)這家非同行企業(yè)又是話(huà)題不斷的軟銀集團，因此這項收購案受到了廣泛關(guān)注。

　　ARM公司CEO西蒙·希加斯(Simon Segars)(圖1)介紹了在短短兩周內決定接受軟銀提出的收購方案的原因(相關(guān)視頻)。原因之一是每股17英鎊的收購價(jià)格較為理想，還有一個(gè)原因是ARM與軟銀對未來(lái)的看法一致。

　　圖1：西蒙·希加斯

　　正如軟銀社長(cháng)孫正義所強調的那樣，未來(lái)將會(huì )由IoT(Internet of Things，物聯(lián)網(wǎng))創(chuàng )造。軟銀的目標是能夠通過(guò)IoT提供新的服務(wù)和設備。在這些設備中負責信息處理的半導體集成電路(IC)的核心電路——CPU內核則是ARM的主力產(chǎn)品。ARM開(kāi)發(fā)出CPU內核之后，向半導體廠(chǎng)商提供授權。半導體廠(chǎng)商為CPU內核追加外圍電路及存儲器等，開(kāi)發(fā)并生產(chǎn)出IC之后，將其提供給設備廠(chǎng)商。

　　集成有ARM內核的IC已超過(guò)900億個(gè)

　　希加斯表示，“世界上的絕大部分手機及智能手機都配備了集成有ARM CPU內核的IC”，正如他所說(shuō)的那樣，使ARM步入增長(cháng)軌道的是傳統手機及智能手機等移動(dòng)設備使用的IC——“應用處理器”。如果將用于移動(dòng)設備的應用處理器IC視為讓ARM實(shí)現第一次飛躍發(fā)展的產(chǎn)品，那么讓該公司實(shí)現第二次發(fā)展的產(chǎn)品就是用于嵌入式設備用微控制器(MCU)。

　　ARM開(kāi)發(fā)出了名為“Cortex-M”的以MCU為目標的CPU內核，并于2004年發(fā)布了首款產(chǎn)品“Cortex-M3”。2007年，意法半導體(STMicroelectronics)發(fā)布了“STM32系列”MCU，這是大型半導體廠(chǎng)商首次發(fā)布基于Cortex-M3的MCU產(chǎn)品，以此為開(kāi)端，基于A(yíng)RM CPU內核的MCU不斷增加。

　　在此之前，如果半導體廠(chǎng)商沒(méi)有自己的CPU內核，是很難開(kāi)發(fā)MCU的，但從此開(kāi)始，只要獲得ARM的Cortex-M授權，任何半導體廠(chǎng)商都能開(kāi)發(fā)MCU。至今絕大部分32位MCU仍是基于A(yíng)RM內核的IC。

　　圖2：IoT設備用MCU。圖為瑞薩電子的產(chǎn)品，每款產(chǎn)品均使用Cortex-M作為CPU內核。

　　例如瑞薩電子面向IoT用途投放市場(chǎng)的全新MCU“Synergy”，所有產(chǎn)品均集成了CPU內核——Cortex-M(圖2)。ARM的希加斯表示，集成有ARM CPU內核的IC的累計供貨量已超過(guò)900億個(gè)(包括應用處理器及MCU等在內的總數)。

　　IoT設備用IC將為ARM帶來(lái)第三次增長(cháng)

　　繼移動(dòng)設備用應用處理器、嵌入式設備用MCU之后，將為ARM帶來(lái)第三次增長(cháng)的，是IoT設備用IC。IoT大致分為三部分：(1)處理大數據的數據中心、(2)使用傳感器等來(lái)收集收據的邊緣、(3)連接數據中心和邊緣的網(wǎng)絡(luò )。

　　其中，設備數量較多的是邊緣。ARM預計，2020年MCU及邊緣設備用IC市場(chǎng)(ARM稱(chēng)之為“嵌入式智能市場(chǎng)”)的規模將會(huì )達到300億美元，將超過(guò)移動(dòng)設備用應用處理器的市場(chǎng)規模(250億美元)(圖3)。

　　圖3：MCU及邊緣設備用IC市場(chǎng)即“嵌入式智能市場(chǎng)”規模將比移動(dòng)設備用應用處理器市場(chǎng)還要大。

　　邊緣由具備傳感器的前端部分、將來(lái)自前端部分的感應數據發(fā)送至網(wǎng)絡(luò )的網(wǎng)關(guān)組成。在邊緣中，前端部分的數量占絕對優(yōu)勢。用于前端部分的IC極有可能會(huì )為ARM帶來(lái)第三次飛躍。這種IC具備從傳感器獲得數據的功能、處理少量數據的功能、與網(wǎng)關(guān)通信的功能。

　　這種IC的功耗需要大幅低于移動(dòng)設備及嵌入式設備使用的IC。即便是功耗低于英特爾x86架構(指令集)CPU內核的ARM架構CPU內核，用于邊緣前端IC用途的話(huà)，功耗也有可能會(huì )過(guò)高。

　　CPU內核及處理器一般要與以前的產(chǎn)品在軟件上兼容，架構很難更改。但如果采用相同架構，功耗就很難降低。英特爾在IoT用MCU“Quark”上，就表現出了不再執著(zhù)于兼容x86的態(tài)度(參閱本站報道3)。ARM已經(jīng)創(chuàng )立25年以上。此前發(fā)布的CPU內核基本上保持了軟件兼容性，今后有必要在這方面采取一些措施。

　　必須開(kāi)發(fā)追求低功耗的新型CPU內核

　　幾家初創(chuàng )企業(yè)已經(jīng)推出了以功耗低于“Cortex-M0/M0+”(在A(yíng)RM提供授權的CPU內核中功耗最低)為賣(mài)點(diǎn)的CPU內核。其中之一是法國Cortus公司(該公司主頁(yè))。據稱(chēng)，該公司的32位CPU內核“APS3RP”比Cortex-M0的功耗還要低(圖4)。該公司銷(xiāo)售與營(yíng)銷(xiāo)副總裁Roddy Urquhart介紹稱(chēng)，集成有Cortus CPU內核的IC的累計供貨量超過(guò)了9億個(gè)，“已作為韓國手機用SIM卡控制器廣泛普及”。

　　圖4：功耗低于A(yíng)RM內核的CPU內核已經(jīng)問(wèn)世?！?/p>

　　Cortex-M雖有Cortex-A及Cortex-R等姐妹產(chǎn)品，但這些產(chǎn)品均比Cortex-M性能高、功耗大。邊緣前端IC用途非常需要新架構的CPU內核。至于是全新架構，還是保留部分兼容性的架構，目前尚不明朗。另外，除了替換現有CPU內核的方法外，還可以采用與現有CPU內核相結合的方法。

　　后者可稱(chēng)之為IoT版“big.LITTLE”技術(shù)。big.LITTLE是ARM為智能手機開(kāi)發(fā)的旨在兼顧高性能和低功耗的技術(shù)，組合使用處理能力不同的CPU內核。具體來(lái)說(shuō)就是輕負荷處理使用低功耗CPU內核，重負荷處理使用高性能CPU內核。如果采用IoT版big.LITTLE，通信處理可以使用重視兼容性的現有CPU內核，其他處理則可以使用新架構低功耗CPU內核。