ARM获得软银强大后盾，欲探寻未来之路

　　日本软银集团将收购英国ARM控股公司。由于收购方是日本企业，而且不是同行，同时这家非同行企业又是话题不断的软银集团，因此这项收购案受到了广泛关注。

　　ARM公司CEO西蒙·希加斯(Simon Segars)(图1)介绍了在短短两周内决定接受软银提出的收购方案的原因(相关视频)。原因之一是每股17英镑的收购价格较为理想，还有一个原因是ARM与软银对未来的看法一致。

　　图1：西蒙·希加斯

　　正如软银社长孙正义所强调的那样，未来将会由IoT(Internet of Things，物联网)创造。软银的目标是能够通过IoT提供新的服务和设备。在这些设备中负责信息处理的半导体集成电路(IC)的核心电路——CPU内核则是ARM的主力产品。ARM开发出CPU内核之后，向半导体厂商提供授权。半导体厂商为CPU内核追加外围电路及存储器等，开发并生产出IC之后，将其提供给设备厂商。

　　集成有ARM内核的IC已超过900亿个

　　希加斯表示，“世界上的绝大部分手机及智能手机都配备了集成有ARM CPU内核的IC”，正如他所说的那样，使ARM步入增长轨道的是传统手机及智能手机等移动设备使用的IC——“应用处理器”。如果将用于移动设备的应用处理器IC视为让ARM实现第一次飞跃发展的产品，那么让该公司实现第二次发展的产品就是用于嵌入式设备用微控制器(MCU)。

　　ARM开发出了名为“Cortex-M”的以MCU为目标的CPU内核，并于2004年发布了首款产品“Cortex-M3”。2007年，意法半导体(STMicroelectronics)发布了“STM32系列”MCU，这是大型半导体厂商首次发布基于Cortex-M3的MCU产品，以此为开端，基于ARM CPU内核的MCU不断增加。

　　在此之前，如果半导体厂商没有自己的CPU内核，是很难开发MCU的，但从此开始，只要获得ARM的Cortex-M授权，任何半导体厂商都能开发MCU。至今绝大部分32位MCU仍是基于ARM内核的IC。

　　图2：IoT设备用MCU。图为瑞萨电子的产品，每款产品均使用Cortex-M作为CPU内核。

　　例如瑞萨电子面向IoT用途投放市场的全新MCU“Synergy”，所有产品均集成了CPU内核——Cortex-M(图2)。ARM的希加斯表示，集成有ARM CPU内核的IC的累计供货量已超过900亿个(包括应用处理器及MCU等在内的总数)。

　　IoT设备用IC将为ARM带来第三次增长

　　继移动设备用应用处理器、嵌入式设备用MCU之后，将为ARM带来第三次增长的，是IoT设备用IC。IoT大致分为三部分：(1)处理大数据的数据中心、(2)使用传感器等来收集收据的边缘、(3)连接数据中心和边缘的网络。

　　其中，设备数量较多的是边缘。ARM预计，2020年MCU及边缘设备用IC市场(ARM称之为“嵌入式智能市场”)的规模将会达到300亿美元，将超过移动设备用应用处理器的市场规模(250亿美元)(图3)。

　　图3：MCU及边缘设备用IC市场即“嵌入式智能市场”规模将比移动设备用应用处理器市场还要大。

　　边缘由具备传感器的前端部分、将来自前端部分的感应数据发送至网络的网关组成。在边缘中，前端部分的数量占绝对优势。用于前端部分的IC极有可能会为ARM带来第三次飞跃。这种IC具备从传感器获得数据的功能、处理少量数据的功能、与网关通信的功能。

　　这种IC的功耗需要大幅低于移动设备及嵌入式设备使用的IC。即便是功耗低于英特尔x86架构(指令集)CPU内核的ARM架构CPU内核，用于边缘前端IC用途的话，功耗也有可能会过高。

　　CPU内核及处理器一般要与以前的产品在软件上兼容，架构很难更改。但如果采用相同架构，功耗就很难降低。英特尔在IoT用MCU“Quark”上，就表现出了不再执着于兼容x86的态度(参阅本站报道3)。ARM已经创立25年以上。此前发布的CPU内核基本上保持了软件兼容性，今后有必要在这方面采取一些措施。

　　必须开发追求低功耗的新型CPU内核

　　几家初创企业已经推出了以功耗低于“Cortex-M0/M0+”(在ARM提供授权的CPU内核中功耗最低)为卖点的CPU内核。其中之一是法国Cortus公司(该公司主页)。据称，该公司的32位CPU内核“APS3RP”比Cortex-M0的功耗还要低(图4)。该公司销售与营销副总裁Roddy Urquhart介绍称，集成有Cortus CPU内核的IC的累计供货量超过了9亿个，“已作为韩国手机用SIM卡控制器广泛普及”。

　　图4：功耗低于ARM内核的CPU内核已经问世。　

　　Cortex-M虽有Cortex-A及Cortex-R等姐妹产品，但这些产品均比Cortex-M性能高、功耗大。边缘前端IC用途非常需要新架构的CPU内核。至于是全新架构，还是保留部分兼容性的架构，目前尚不明朗。另外，除了替换现有CPU内核的方法外，还可以采用与现有CPU内核相结合的方法。

　　后者可称之为IoT版“big.LITTLE”技术。big.LITTLE是ARM为智能手机开发的旨在兼顾高性能和低功耗的技术，组合使用处理能力不同的CPU内核。具体来说就是轻负荷处理使用低功耗CPU内核，重负荷处理使用高性能CPU内核。如果采用IoT版big.LITTLE，通信处理可以使用重视兼容性的现有CPU内核，其他处理则可以使用新架构低功耗CPU内核。