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苹果、高通芯片背后的神秘公司——ARM之起源及其兴-【32位ARM核Cortex系列】
发布时间:2024-02-24 04:11:39 来源:江南官方体育APP下载 作者:江南app官方网站

  1961年,克里夫·辛克莱创办了一家开发和销售电子产品的无线电器材公司。后来由于公司主营产品的失败,以及电子技术之变革,其公司遭遇了严重的财政危机。

  他便向英国国家企业委员会求助,但这直接导致其失去了对公司的控制权,于是他策动公司员工克里斯·库里(Chris Curry)离职并创建了Science of Cambridge(剑桥科学)公司。

  这个新的公司名简称为“SoC”(是不是很眼熟),并于1978年六月份启动了一项名为MK14的微型计算机项目。该项目库里非常感兴趣,但辛克莱却无意,这时候库里想到了一个人。

  库里想到的是一个刚认识不久之奥地利籍朋友,其名为赫曼·豪瑟(Hermann Hauser),正在剑桥大学攻读物理学博士学位。之前豪瑟曾经到访过SoC公司,并了解了MK14项目。

  当时两人在交流的过程中,发现彼此对该项目都有兴趣,友谊就此建立。于是库里便又离职了,他要去找豪瑟一起完成共同的梦想——微型计算机。

  有趣的是,这个初创公司名为“CPU”,全称为“Cambridge Processing Unit(剑桥处理器单元)”。也就是说库里从SoC离职然后创办了CPU——多么富有“预言”意味的一件趣事!

  不久CPU公司便接到了其第一份订单,具体是设计一款基于微处理器的机。刚开始的时候,他们是基于 National Semiconductor 公司的SC/MP处理器开发产品。

  但不久之后就改用了 MOS Technology 公司的6502处理器 (苹果就是靠这款处理器起家的),同时他们又不舍得在SC/MP上的投资。

  据说之所以起这个名,只是想在电话黄页中排在 Apple Computer 前面......至于“Acorn”,实际上就是公司Logo上那个“橡子”的意思,寓意自家微处理器业务像种子般落地生根发芽。

  随着 Acorn 品牌的不断成长,CPU公司逐渐转变角色成为控股公司,而 Acorn Conputers 则逐渐接手产品的开发工作,并在不久后推出了微系统Acorn System1。

  此后,System2/3/4/5相继诞生,拓展性逐步增强。而在System3的基础上,还开发出了一款在80年代早期非常出名且成功的“Atom (原子)”8位廉价家用电脑。此后,又开发出了新型的基于16位处理器之版本——Proton (质子)。

  Proton项目最大的改进就是引入了“Tube接口”,这使得其可以拓展第二颗处理器。这个开创性的设计最终为其赢得了英国广播公司的订单,Acorn公司因此进入了发展的快车道。

  不过,虽然新款计算机产品的热销帮助 Acorn 公司获得了超额利润,但由于当时市面上没有合适的16位处理器——便宜的性能差而性能好的又太贵,所以当时用的还是8位处理器MOS6502。

  随着时间的推移,8位微型计算机在教育市场(当时Acorn主打的领域)逐渐饱和,Acorn亟需进行处理器升级,以获得更大的市场空间。虽然“Tube接口”可以拓展处理器,但要用什么处理器依然是个绕不开的问题。

  他们试过摩托罗拉的68000,但这款处理器没法适应Acorn公司的独特编程代码(可以更有效地利用存储系统)。于是他们向英特尔索要80286处理器的设计资料,想要寻求定制合作,结果直接被拒!

  但是,天无绝人之路,那个时候刚好硅谷掀起了一股 RISC(精简指令集计算机)风潮,于是 Acorn 便决定追随这股性的风潮自己设计芯片!

  为了寻找更多关于微处理器设计的信息,他们先是造访了 National Semiconductor 公司的以色列工厂,从而有机会与那里的工程师团队交流。

  但是与之前半导体工厂庞大工程师团队和昂贵设备规模截然相反的是,这个西部设计中心仅仅是个郊区平房,而且雇员皆为学生,使用设备还是家用的 Apple II 计算机!

  美国之旅让Acorn意识到,芯片设计并不需要太多的资源和尖端的研发设施;于是在1983年十月份,他们正式开始了自己的 Acorn RISC Machine(简称“ARM”)计划。

  首先,他们与 VLSI Technology 公司合作。这个VLSI公司既能提供芯片设计工具,还能帮忙代工设计好的芯片,可谓是“一条龙服务”的强大外援了。所以,他们专注要做的就是设计一个RISC指令集。

  为了证明Acorn芯片的性,开发团队跳过了16位直接采用了32位设计。同时,其RISC指令集最终被精简至45条指令,且拥有五种不同寻址模式,这便是最早出现的ARMv1架构。

  1985年四月尾,VLSI成功生产出第一颗 Acorn RISC 处理器——其被命名为ARM1。然而命运就是这么神奇,正当他们开发出第一批芯片并成功生产出来时,家用电脑市场却崩溃了!

  于是,意大利公司 Olivetti 趁机杀入战场,以低价获得了Acorn公司的控股权——从此Acorn的两位创始人豪瑟和库里彻底失去了对公司的控制权。

  1986年,ARMv2架构问世,其中新增对处理器内置硬件乘法电路的支持。基于该架构的ARM2芯片,在1987年成为了第一款RISC家用电脑 Acorn Archimedes 所搭载的处理器。

  Archimedes 电脑在商业上虽然算不上成功,但简洁易用的图形操作界面却是其能够闻名于世的根本原因,“英国苹果”的称号可谓名不虚传。而接下来,他们就要碰到真正的“苹果”了。

  苹果在1986年开始正式自研芯片,当时为此专门成立了一个“高新技术小组 (ATG)”,ATG中有两位工程师曾经采用ARM2芯片运行苹果电脑的软件——他们惊奇地发现这款芯片虽然性能看起来不强但运行效率极高!

  所以当1989年针对Newton项目的“霍比特人”计划受阻时,在这两位工程师的推荐下,苹果开始将目光转向主打低功耗的ARM芯片(这个特性非常适合Newton这种手持设备)。

  苹果之所以没有马上采用ARM芯片,是有其难处的。因为ARM芯片是Acorn公司的产品,而苹果与Acorn又是直接竞争对手的关系。不过,世事之巧莫过于“郎有情而妾有意”。

  当时Acorn公司内部分歧严重,ARM芯片团队希望摆脱Acorn日渐衰落的命运(巅峰跌落之后一直萎靡),而Acorn的控股股东Olivetti则对制造 IBM PC 克隆机更感兴趣。

  同时,ARM芯片的代工厂 VLSI Technology 也有自己的小算盘:毕竟苹果是业内大名鼎鼎的电脑公司,假如苹果和ARM的合作能成,那不就相当于多了一个超大客户?

  可以说,剥离ARM符合这四方的所有利益;其中Acorn可以专注于电脑制造,无需再负责ARM的高额研发费用;而苹果、ARM、VLSI三方则是利益共同体。

  最终,在1990年十一月尾,他们达成了三方协议,新成立了一个名为“Advanced RISC Machines”的公司(简称依然是“ARM”);其中Acorn以ARM团队的所有知识产权以及所属的12名员。

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