ARM獲得軟銀強(qiáng)大后盾，欲探尋未來(lái)之路

　　日本軟銀集團(tuán)將收購(gòu)英國(guó)ARM控股公司。由于收購(gòu)方是日本企業(yè)，而且不是同行，同時(shí)這家非同行企業(yè)又是話題不斷的軟銀集團(tuán)，因此這項(xiàng)收購(gòu)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(nèi)決定接受軟銀提出的收購(gòu)方案的原因(相關(guān)視頻)。原因之一是每股17英鎊的收購(gòu)價(jià)格較為理想，還有一個(gè)原因是ARM與軟銀對(duì)未來(lái)的看法一致。

　　圖1：西蒙·希加斯

　　正如軟銀社長(zhǎng)孫正義所強(qiáng)調(diào)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(biāo)是能夠通過(guò)IoT提供新的服務(wù)和設(shè)備。在這些設(shè)備中負(fù)責(zé)信息處理的半導(dǎo)體集成電路(IC)的核心電路——CPU內(nèi)核則是ARM的主力產(chǎn)品。ARM開發(fā)出CPU內(nèi)核之后，向半導(dǎo)體廠商提供授權(quán)。半導(dǎo)體廠商為CPU內(nèi)核追加外圍電路及存儲(chǔ)器等，開發(fā)并生產(chǎn)出IC之后，將其提供給設(shè)備廠商。

　　集成有ARM內(nèi)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(jī)及智能手機(jī)都配備了集成有ARM CPU內(nèi)核的IC”，正如他所說(shuō)的那樣，使ARM步入增長(zhǎng)軌道的是傳統(tǒng)手機(jī)及智能手機(jī)等移動(dòng)設(shè)備使用的IC——“應(yīng)用處理器”。如果將用于移動(dòng)設(shè)備的應(yīng)用處理器IC視為讓ARM實(shí)現(xiàn)第一次飛躍發(fā)展的產(chǎn)品，那么讓該公司實(shí)現(xiàn)第二次發(fā)展的產(chǎn)品就是用于嵌入式設(shè)備用微控制器(MCU)。

　　ARM開發(fā)出了名為“Cortex-M”的以MCU為目標(biāo)的CPU內(nèi)核，并于2004年發(fā)布了首款產(chǎn)品“Cortex-M3”。2007年，意法半導(dǎo)體(STMicroelectronics)發(fā)布了“STM32系列”MCU，這是大型半導(dǎo)體廠商首次發(fā)布基于Cortex-M3的MCU產(chǎn)品，以此為開端，基于ARM CPU內(nèi)核的MCU不斷增加。

　　在此之前，如果半導(dǎo)體廠商沒(méi)有自己的CPU內(nèi)核，是很難開發(fā)MCU的，但從此開始，只要獲得ARM的Cortex-M授權(quán)，任何半導(dǎo)體廠商都能開發(fā)MCU。至今絕大部分32位MCU仍是基于ARM內(nèi)核的IC。

　　圖2：IoT設(shè)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(nèi)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(nèi)核——Cortex-M(圖2)。ARM的希加斯表示，集成有ARM CPU內(nèi)核的IC的累計(jì)供貨量已超過(guò)900億個(gè)(包括應(yīng)用處理器及MCU等在內(nèi)的總數(shù))。

　　IoT設(shè)備用IC將為ARM帶來(lái)第三次增長(zhǎng)

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

　　其中，設(shè)備數(shù)量較多的是邊緣。ARM預(yù)計(jì)，2020年MCU及邊緣設(shè)備用IC市場(chǎng)(ARM稱之為“嵌入式智能市場(chǎng)”)的規(guī)模將會(huì)達(dá)到300億美元，將超過(guò)移動(dòng)設(shè)備用應(yīng)用處理器的市場(chǎng)規(guī)模(250億美元)(圖3)。

　　圖3：MCU及邊緣設(shè)備用IC市場(chǎng)即“嵌入式智能市場(chǎng)”規(guī)模將比移動(dòng)設(shè)備用應(yīng)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(yīng)數(shù)據(jù)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(shù)量占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。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(shù)據(jù)的功能、處理少量數(shù)據(jù)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(shè)備及嵌入式設(shè)備使用的IC。即便是功耗低于英特爾x86架構(gòu)(指令集)CPU內(nèi)核的ARM架構(gòu)CPU內(nèi)核，用于邊緣前端IC用途的話，功耗也有可能會(huì)過(guò)高。

　　CPU內(nèi)核及處理器一般要與以前的產(chǎn)品在軟件上兼容，架構(gòu)很難更改。但如果采用相同架構(gòu)，功耗就很難降低。英特爾在IoT用MCU“Quark”上，就表現(xiàn)出了不再執(zhí)著于兼容x86的態(tài)度(參閱本站報(bào)道3)。ARM已經(jīng)創(chuàng)立25年以上。此前發(fā)布的CPU內(nèi)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。

　　必須開發(fā)追求低功耗的新型CPU內(nèi)核

　　幾家初創(chuàng)企業(yè)已經(jīng)推出了以功耗低于“Cortex-M0/M0+”(在ARM提供授權(quán)的CPU內(nèi)核中功耗最低)為賣點(diǎn)的CPU內(nèi)核。其中之一是法國(guó)Cortus公司(該公司主頁(yè))。據(jù)稱，該公司的32位CPU內(nèi)核“APS3RP”比Cortex-M0的功耗還要低(圖4)。該公司銷售與營(yíng)銷副總裁Roddy Urquhart介紹稱，集成有Cortus CPU內(nèi)核的IC的累計(jì)供貨量超過(guò)了9億個(gè)，“已作為韓國(guó)手機(jī)用SIM卡控制器廣泛普及”。

　　圖4：功耗低于ARM內(nèi)核的CPU內(nèi)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(gòu)的CPU內(nèi)核。至于是全新架構(gòu)，還是保留部分兼容性的架構(gòu)，目前尚不明朗。另外，除了替換現(xiàn)有CPU內(nèi)核的方法外，還可以采用與現(xiàn)有CPU內(nèi)核相結(jié)合的方法。

　　后者可稱之為IoT版“big.LITTLE”技術(shù)。big.LITTLE是ARM為智能手機(jī)開發(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(nèi)核。具體來(lái)說(shuō)就是輕負(fù)荷處理使用低功耗CPU內(nèi)核，重負(fù)荷處理使用高性能CPU內(nèi)核。如果采用IoT版big.LITTLE，通信處理可以使用重視兼容性的現(xiàn)有CPU內(nèi)核，其他處理則可以使用新架構(gòu)低功耗CPU內(nèi)核。