1978年，一家名字叫CPU的公司，悄悄在英國劍橋誕生。

不要驚訝，這個CPU，和我們經常所說的電腦里那個CPU是兩回事。

Central Processing Unit，中央處理器

CPU公司的全稱，是Cambridge Processor Unit，字面意思是“劍橋處理器單元”。

CPU公司的創(chuàng)始人，是一個名叫Hermann Hauser的奧地利籍物理學博士，還有他的朋友，一個名叫Chris Curry的英國工程師。

Hermann Hauser和Chris Curry

CPU公司成立之后，主要從事電子設備設計和制造的業(yè)務。他們接到的第一份訂單，是制造賭博機的微控制器系統(tǒng)。

這個微控制器系統(tǒng)被開發(fā)出來后，稱之為Acorn System 1。

Acorn System 1

1979年，在經營逐漸進入軌道之后，這家公司給自己換了個名字，叫做Acorn Computer Ltd。

Acorn是什么意思？橡子。對，就是冰河世紀里面，那只松鼠一直在追的那個東東。

Acorn Computer Ltd公司的商標，里面就有一個橡子。

之所以叫Acorn，還有一個有趣的說法，就是因為他們想在電話黃頁里排在Apple（蘋果）公司的前面。

在Acorn System 1之后，他們又陸續(xù)開發(fā)了System 2、3、4，還有面向消費者的盒式計算機——Acorn Atom。

Acorn Atom

到了1981年，公司迎來了一個難得的機遇——英國廣播公司BBC打算在整個英國播放一套提高電腦普及水平的節(jié)目，他們希望Acorn能生產一款與之配套的電腦。

這個計劃非常宏大，英國政府也參與其中（購機費的一半將由政府資助），電腦一旦采購，將進入英國的每一間教室。

接下這個任務之后，Acorn就開始干了起來。結果，很快他們就發(fā)現(xiàn)，自己產品的硬件設計并不能滿足需求。當時，中央處理器的發(fā)展潮流，正在從8位變成16位。Acorn并沒有合適的芯片可以用。

一開始，他們打算使用美國國家半導體和摩托羅拉公司的16位芯片。但是，經過評估后，他們發(fā)現(xiàn)了兩個缺陷：

第一，芯片的執(zhí)行速度有點慢，中斷的響應時間太長。

第二，售價太貴，一臺500英鎊的電腦，處理器芯片就占到100英鎊。

于是，他們打算去找當時如日中天的英特爾（Intel），希望對方提供一些80286處理器的設計資料和樣品。然而，英特爾冰冷地拒絕了他們。

備受打擊的Acorn公司，一氣之下決定自己干，自己造芯片。（這個橋段是不是很熟悉？）

當時，Acorn公司的研發(fā)人員從美國加州大學伯克利分校找到了一個關于新型處理器的研究——簡化指令集，恰好可以滿足他們的設計要求。

在此基礎上，經過多年的艱苦奮斗，來自劍橋大學的計算機科學家Sophie Wilson和Steve Furber最終完成了微處理器的設計。

Sophie Wilson和Steve Furber

前者負責指令集開發(fā)，后者負責芯片設計

對于這塊芯片，Acorn給它命名為Acorn RISC Machine。

嗯，這就是大名鼎鼎的“ARM”三個字母的由來。

Acorn是公司名稱，Machine是機器，那RISC是什么意思呢？

前面說過，他們是基于“簡化指令集”技術做出的芯片。RISC的意思，就是簡化指令集計算機，Reduced Instruction Set Computer。

注意！前方灰色字體高能預警，非技術控請直接跳過。

這里解釋一下，到底“簡化指令集”有什么意義。

它是相對于“復雜指令集（CISC，complex instruction set computer）”的一個概念。

早期的處理器都是CISC架構（包括英特爾的處理器），隨著時間推移，有越來越多的指令集加入。由于當時編譯器的技術并不純熟，程序都會直接以機器碼或是組合語言寫成，為了減少程序的設計時間，逐漸開發(fā)出單一指令，復雜操作的程序代碼。設計師只需寫下簡單的指令，再交給CPU去執(zhí)行。

但是后來有人發(fā)現(xiàn)，整個指令集中，只有約20％的指令常常會被使用到，大約占了整個程序的80％；剩余80％的指令，只占了整個程序的20％。（典型的二八原則）

于是，1979年美國加州大學伯克利分校的David Patterson教授提出了RISC的想法，主張硬件應該專心加速常用的指令，較為復雜的指令則利用常用的指令去組合。

簡單來說，CISC任務處理能力強， 適合桌面電腦和服務器。RISC通過精簡CISC指令種類，格式，簡化尋址方式，達到省電高效的效果，適合手機、平板、數(shù)碼相機等便攜式電子產品。

當時研發(fā)出來的第一款處理器芯片的型號，被定為 ARM1。

我們來對比一下ARM1和當時Intel的80286處理器（也就是常說的286）：

可以看出來，ARM1和80286各有所長。

但是，就在同一年，1985年10月，英特爾發(fā)布了80386。在80386面前，ARM1就只有被吊打的份了。

Intel 80386

32位，27.5萬個晶體管，頻率為12.5MHz，后提高到33MHz

讓ARM直接在性能上和x86系列硬杠，顯然是不現(xiàn)實的。ARM有意無意地選擇了與Intel不同的設計路線——Intel持續(xù)邁向x86高效能設計，ARM則專注于低成本、低功耗的研發(fā)方向。

扯遠了，繼續(xù)回來說BBC要的那款電腦。

前面說了，BBC在1981年就提出需求，如果等到1985年ARM1出來，那豈不是黃花菜都涼了？

所以，在ARM1問世之前，Acorn其實已經提供了解決方案給BBC。

當時，Acorn的電腦，臨時采用了MOS 6502處理器（由MOS科技研發(fā)的8位微處理器）。

MOS 6502處理器

這款電腦一開始取名Proton，后來被改名為BBC Micro。

BBC Micro

到了 1984 年，大約80%的英國學校都配有這款電腦。Acorn公司徹底在大英帝國老百姓面前刷了一把存在感。

后來，ARM處理器被研發(fā)出來之后，用在了BBC Micro的后續(xù)型號中。

BBC Micro電腦里面的ARM芯片

在ARM1之后，Acorn陸續(xù)推出了好幾個系列，例如ARM2，ARM3。

時間又繼續(xù)往前推移。

1990年，Acorn為了和蘋果合作，專門成立了一家公司，名叫ARM。

LOGO可以說是相當簡潔了

注意，這里的ARM是公司名稱，不是芯片名稱。這個ARM的完全拼寫也不一樣，是Advanced RISC Machines。

前面的芯片名稱：Acorn RISC Machine

現(xiàn)在的公司名稱：Advanced RISC Machines

ARM是一家合資公司，蘋果投了150萬英鎊，芯片廠商VLSI投了25萬英鎊，Acorn本身則以150萬英鎊的知識產權和12名工程師入股。

盡管如此，ARM的起步還是比較寒酸。他們最開始的辦公地點，是一個谷倉。

不過，谷倉的內部環(huán)境還算不錯。

在成立后的那幾年，ARM業(yè)績平平，工程師們也人心惶惶，害怕隨時都會失業(yè)。

在這個情況下，ARM決定改變他們的產品策略——他們不再生產芯片，轉而以授權的方式，將芯片設計方案轉讓給其他公司，即“Partnership”開放模式。

沒想到正是這種模式，開創(chuàng)了屬于ARM的全新時代。

注意！下面這段是重點！

ARM所采取的是IP（Intellectual Property，知識產權）授權的商業(yè)模式，收取一次性技術授權費用和版稅提成。

具體來說，ARM有三種授權方式：處理器、POP以及架構授權。

處理器授權是指授權合作廠商使用ARM設計好的處理器，對方不能改變原有設計，但可以根據自己的需要調整產品的頻率、功耗等。

POP（processor optimization pack，處理器優(yōu)化包）授權是處理器授權的高級形式， ARM出售優(yōu)化后的處理器給授權合作廠商，方便其在特定工藝下設計、生產出性能有保證的處理器。

架構授權是ARM會授權合作廠商使用自己的架構，方便其根據自己的需要來設計處理器（例如后來高通的Krait架構和蘋果的Swift架構，就是在取得ARM的授權后設計完成的）。

所以，授權費和版稅就成了ARM的主要收入來源。除此之外，就是軟件工具和技術支持服務的收入。

對于半導體公司來說，授權費和版稅到底有多少呢？一次性技術授權費用在100萬-1000萬美元之間，版稅提成比例一般在1%-2%之間。

正是ARM的這種授權模式，極大地降低了自身的研發(fā)成本和研發(fā)風險。它以風險共擔、利益共享的模式，形成了一個以ARM為核心的生態(tài)圈，使得低成本創(chuàng)新成為可能。

當ARM提出這種合作模式之后，開始了嘗試——

1991年，ARM將產品授權給英國GEC Plessey半導體公司。

1993年，ARM將產品授權給Cirrus Logic和德州儀器（Texas Instruments，TI）。

與德州儀器的合作，給ARM公司帶來了重要的突破。而且，也給ARM公司樹立了聲譽，證實了授權模式的可行性。

此后，越來越多的公司參與到這種授權模式中，與ARM建立了合作關系。其中就包括三星、夏普等公司。

在此基礎上，ARM堅定了授權模式的決心，并著手設計更多性價比高的產品。

1993年，蘋果公司推出了一款新型掌上電腦產品——Newton。ARM公司開發(fā)的ARM6芯片被用于該產品之中。

Apple Newton Message Pad

現(xiàn)在被認為是PDA和智能手機的鼻祖

Nokia 6110，相信有不少人用過或見過

ARM在納斯達克上市

Apple ipod

眾所周知，在喬幫主的帶領下，ipod取得了巨大的商業(yè)成功。

這還沒完，2007年，真正的劃時代產品出現(xiàn)了。

那就是iPhone。

蘋果iPhone的出現(xiàn)，徹底顛覆了移動電話的設計，開啟了全新的時代。

第一代iPhone，使用了ARM設計、三星制造的芯片。

Iphone的熱銷，App Store的迅速崛起，讓全球移動應用徹底綁定在ARM指令集上。

緊接著，2008年，谷歌推出了Android（安卓）系統(tǒng)，也是基于ARM指令集。

至此，智能手機進入了飛速發(fā)展階段，ARM也因此奠定了在智能手機市場的霸主地位。

同年，ARM芯片的出貨量達到了一百億顆。

2011年，就連傳統(tǒng)Wintel聯(lián)盟（windows+intel）的微軟，也宣布Windows8平臺將支援ARM架構。

孫正義

實際的芯片型號并不止這些

ARM11芯片之后，也就是從ARMv7架構開始，ARM的命名方式有所改變。

新的處理器家族，改以Cortex命名，并分為三個系列，分別是Cortex-A，Cortex-R，Cortex-M。呵呵，發(fā)現(xiàn)了沒，三個字母又是A、R、M。

Cortex-A系列（A：Application）

針對日益增長的消費娛樂和無線產品設計，用于具有高計算要求、運行豐富操作系統(tǒng)及提供交互媒體和圖形體驗的應用領域，如智能手機、平板電腦、汽車娛樂系統(tǒng)、數(shù)字電視等。

Cortex-A系列

Cortex-R系列（R：Real-time）

針對需要運行實時操作的系統(tǒng)應用，面向如汽車制動系統(tǒng)、動力傳動解決方案、大容量存儲控制器等深層嵌入式實時應用。

Cortex-R系列

Cortex-M系列（M：Microcontroller）

該系列面向微控制器領域，主要針對成本和功耗敏感的應用，如智能測量、人機接口設備、汽車和工業(yè)控制系統(tǒng)、家用電器、消費性產品和醫(yī)療器械等。