Добавь сайт в закладки нажми CTRL+D
Что объединяет человекоподобного робота, беспилотный автомобиль и кофемашину на вашей кухне? На первый взгляд — ничего, но если заглянуть под корпус, обнаружится общее «кремниевое сердце», созданное по чертежам британской компании Arm.
Парадокс ситуации в том, что этот технологический гигант не «отливает» в кремнии ни единого собственного чипа. И всё же, оставаясь в тени, именно Arm определяет, как миллиарды гаджетов по всей планете вычисляют, принимают решения и расходуют заряд батареи.
Сегодня мы наблюдаем тектонический сдвиг в индустрии: Qualcomm активно продвигает ARM-процессоры в ноутбуках на Windows (в рамках инициативы Copilot+ PC, стартовавшей летом 2024 года), а Apple своими чипами M-серии уже доказала, что высокая производительность не требует горячего корпуса.
В эпоху, когда на сцену выходят «умные» роботы и автопилот, одного лишь быстродействия уже мало — бал правит энергоэффективность. И именно на этом поле многолетняя философия дизайна ARM превращается в решающее преимущество.
Читайте: Изобретение транзистора – Как 3 октября 1950 года началась эра компьютеров
Мир, построенный на ARM
Масштаб экспансии этой архитектуры настолько велик, что его сложно осознать сразу.
Скорее всего, устройство, с которого вы сейчас читаете эти строки, работает именно на правилах, прописанных инженерами Arm. Но дело не только в смартфонах: технология глубоко проникла в автомобильную электронику, заводскую автоматику и даже в «умную» технику.
Если рядом с вами есть что-то электронное и современное, с огромной долей вероятности оно работает на ARM.
Такая гегемония сложилась не на пустом месте. Архитектура захватила мобильный сегмент задолго до эры айфонов, и этот ранний успех запустил цепную реакцию.
Разработчики писали софт под ARM, потому что таких устройств было много, а производители выпускали ещё больше гаджетов, потому что под них уже был готов софт. Этот замкнутый круг создал экосистему, пробить которую конкурентам невероятно сложно.
Что на самом деле делает процессор
Если отбросить маркетинговую шелуху, любой процессор — это неутомимый исполнитель инструкций.
Центральный процессор (ЦП) выступает в роли дирижёра, управляя операционной системой и программами. И хотя современные чипы выглядят как венец инженерной мысли, принцип их работы обезоруживающе прост.
Представьте себе гигантское поле, усеянное миллиардами микроскопических переключателей — транзисторов. Они понимают лишь два слова: «Да» (1) и «Нет» (0). Эта двоичная логика лежит в основе всего цифрового мира. Когда транзистор пропускает ток — это единица, когда нет — ноль.
Щёлкая этими переключателями с безумной скоростью, процессор складывает числа, перемещает данные и выполняет вашу волю.
При этом он непрерывно общается с памятью: берёт текущие задачи из «оперативки» (ОЗУ) и сохраняет результаты на запоминающее устройство, попутно реагируя на каждое касание экрана или нажатие клавиши.
Любопытно, что сама концепция вычислений намного старше электричества. Столетия назад первые арифмометры щёлкали шестерёнками, где каждый зубчик означал цифру. Механика процесса была схожей: простые движения складывались в сложные расчёты.
Современные процессоры лишь уменьшили этот механизм до атомных масштабов и заменили латунь на кремний. Главное отличие кроется в системе счисления. Электроника не терпит полутонов, поэтому вместо десятичной системы мы используем двоичную.
Транзистор может быть только включён или выключен, и эта однозначность позволяет упаковывать логику в нанометровые размеры с фантастической плотностью.
Роль ARM: архитектура, а не производство
Гениальность бизнес-модели ARM заключается в отказе от собственных заводов.
В отличие от Intel, которая сама плавит песок в процессоры, ARM выступает в роли архитектурного бюро. Компания продаёт интеллектуальную собственность — «свод правил» (ISA) и схемы ядер (например, Cortex). А грязную работу по производству берут на себя партнёры вроде тайваньской TSMC.
Такой подход позволяет клиентам собирать уникальные «системы-на-кристалле» (SoC).
Представьте конструктор, где на одной подложке можно разместить процессор, графику, нейромодуль и модем. Это не только экономит место, но и заставляет компоненты работать быстрее и бережливее, ведь данные не нужно гонять между разными микросхемами.
Лицензирование даёт партнёрам свободу творчества. Хотите — берите готовое ядро, хотите — покупайте только лицензию на команды и стройте свой процессор с нуля. Именно так поступает Qualcomm со своими чипами Snapdragon, балансируя между мощностью и автономностью.
Эта гибкость позволила архитектуре молниеносно адаптироваться. Рынок мобильных устройств жесток: пользователи хотят, чтобы телефон «летал», но не желают жить у розетки. В этой гонке ARM, изначально заточенная под низкое энергопотребление, оказалась в выигрыше, став стандартом де-факто для мобильных ОС.
Кембриджские корни и преимущество ПО
Корни этой одержимости эффективностью уходят в туманный Кембридж.
Компания ARM родилась как отделившееся подразделение Acorn Computers, перед инженерами которой стояла задача создать чип, который не расплавит пластиковый корпус и не «съест» батарейки за час.
Ограничения породили изящное решение: RISC-архитектуру (сокращённый набор команд). Идея проста: лучше выполнять простые действия очень быстро, чем сложные — медленно.
Одним из первых тестов для технологии стал карманный компьютер Apple Newton (1993 год). Гаджет провалился в продажах, но доказал, что ARM способна давать высокую производительность на малых токах.
Чтобы выжить после неудачи проекта, компания начала продавать лицензии, неосознанно заложив фундамент своей будущей империи.
Переломный момент наступил в 2008 году с бумом смартфонов. iPhone и первые Android-устройства создавались с чистого листа, без груза устаревшего софта, который тянул назад обычные ПК. Выбор пал на энергоэффективную платформу ARM.
По мере того как телефоны умнели, архитектура обрастала новыми возможностями, включая многозадачность. Армия программистов по всему миру начала писать код именно под эти процессоры, и со временем этот массив софта превратился в главную защиту ARM от конкурентов.
Экспансия в ПК, робототехнику и автопром
Долгое время считалось, что ARM не место в «серьёзных» компьютерах, но рост производительности стёр эту грань.
Apple изящно решила проблему совместимости старых программ с помощью транслятора кода, и теперь по этому пути идёт Windows. Гегемония x86-процессоров от Intel и AMD оказалась под угрозой.
Но горизонты расширяются ещё дальше. Роботы и беспилотники требуют мгновенной обработки данных с камер и лидаров. Им нужен мощный «мозг», который при этом не требует огромных аккумуляторов.
Здесь ARM чувствует себя как рыба в воде, обрабатывая и традиционную логику, и нейросетевые алгоритмы. Компания делает ставку на то, чтобы перенести ИИ из прожорливых дата-центров прямо в устройства — став ближе к пользователю и бережнее к планете.
Поделись видео: