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ARM:迎接多核心時代的來臨

上網時間: 2008年02月29日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:IP  RISC  ARM9 

儘管在SoC時代中,IP的重要性與日俱增,但是由於特殊的商業模式與技術障礙,真正成功的IP授權業者卻只有屈指可數。受惠於在手機市場的廣泛應用,造就了全球最大的CPU核心業者ARM。該公司的營運長Tudor Brown,同時也是公司的創始人之一,日前在接受本刊的專訪中,非常難得地暢談了ARM的過去、現在與未來。

請談一談ARM的發展歷程,公司當初為何決定以IP授權模式進入市場?

早在1983年,ARM的前身Acorn Computer公司,就已開發出非常好的RISC處理器,但一直未能取得商業上的成功。到1990年,ARM正式成立後,我們便決定要將此核心技術建構成為一標準,讓全球的各家業者都能廣泛使用,也因此開始採用授權的商業模式。

但這在當時算是全新的模式,如何說服其他業者採用、相信我們的技術,是非常不容易的。也因此,在早期我們的確經歷了許多挫折與困難。當然,我們的商業模式也一直在演變,以因應市場的需求。一直到1993年,TI、Cirrus Logic等知名業者採用我們的技術後,ARM終於逐漸在市場中建立知名度,開拓出一條與其他業者不同的道路。

如今看來,我們當初所秉持‘為大家所用’(used by everybody)的願景,似乎已經快達到目標了。我們的ARM9核心已擁有超過200家的授權業者、ARM7也有150多家的公司採用。此外,光是2006年,內含ARM核心的晶片出貨量就有25億顆,而累積至2007年底,ARM核心晶片出貨量已突破100億顆。隨著市場的持續發展,我們希望能在2010年實現年出貨量45億顆的目標。

IP市場中成功的例子並不多見,您認為ARM成功的關鍵是什麼?

當然,技術優勢是最重要的。我們的CPU核心具備低功耗、小尺寸的特點,這讓我們擁有絕佳的競爭力。此外,在於我們決定授權這項技術,而非進行銷售的商業模式。當時我們雖擁有充份的技術足以發展成為一家供應微處理器的無晶圓半導體公司,但直接與TI、NEC等大型的IDM直接競爭的話,那勢必會是一場硬仗。而透過授權的方式所帶來的營收一開始或許不多,但卻能獲得這些廠商的青睞。

另一方面,ARM是一間保守的英國公司,或許這也是能讓我們長久苦撐此一模式,等待收穫的原因之一。IP授權的營收有授權金與權利金兩種。後者必須等到客戶的產品實際量產成功後,才會實現,這通常是三到五年的等待時間。我們在進行公司的營運規劃時,通常都假設只會有授權金收入,因此能夠以更穩健、謹慎的方式讓公司慢慢成長,不會躁進。事實證明,我們的權利金收入從近年起開始穩定成長,這也讓我們能有更充裕的資源持續進行新技術研發。

目前手機仍佔ARM約三分之二的營收,對ARM的發展非常重要。您對手機市場的未來發展有何看法?

在2006年25億顆ARM核心晶片的出貨量中,行動電話就佔了16億顆,此一市場的確對ARM非常重要。我們之前曾經預期,隨著其他應用的成長,到2010年時行動市場佔ARM的營收比例可能會降至五成,但目前看來,此一預測不會發生。

我想,原因之一是我們低估了一台手機中所能容納的核心數量。若以全球手機市場10億支的規模來計算,2006年時,平均一支行動電話有1.6顆核心。事實上,許多行動電話中所包含的還不只一顆核心,例如迅速成長中的智慧型手機平均就有5顆核心,這對ARM而言是一項利多的消息。

再者,隨著手機功能需求增加,除了基頻、射頻、應用處理器之外,像是藍牙、Wi-Fi、WiMax、3D繪圖、音訊等功能的整合,都會使手機需要的核心數量越來越多,需要的效能愈來越高。從一支手機中我們可以看到非常有趣的市場動態,不同業者會採取相異的設計概念與整合方式,然而,不管是哪些業者的方案,他們都使用著ARM核心,這也就是我們的營運模式所帶來的效益。

近來我們更致力於多核心處理器,不管是我們在2004年推出的多核心MPCore架構或是新一代的Cortex-A9多核心處理器,都是因應彈性化與高效率的需求而開發的。舉例來說,行動電話大部份在待機時並不需要太多功耗,但一開始運作就得消耗很多電源,而藉由彈性化的多核心設計,即可迅速地進行切換,使平均功耗低,而峰值功耗則維持較高。長遠看來,多核心處理應用將會變得更為普及。

近來行動上網裝置(MID)似乎又成為另一個受到矚目的行動應用領域,請談一下對這方面的看法?

的確,這將會是另一個重要的商機所在。不管是PC陣營希望將筆記型電腦做小,成為一台MID,或是手機陣營希望增強網路瀏覽功能使其成為一台連接行動電腦(Connect Mobile Computer,CMC),雙方業者看到的機會都是相同的,只是各有其不同的做法與策略。

對核心授權業者來說,ARM的任務是希望能建構一個生態環境,透過結合各廠商的力量與合作,促使這樣的願景能夠實現。也因此,我們日前與包括Marvell、TI、三星在內的七家業者將進行一項合作計畫,將針對Linux軟體開發一行動運算平台,希望能加速軟體方案的創新,以強化手機上網的使用者體驗。

除了行動市場以外,ARM在非行動市場方面的策略為何?

嵌入式應用將會是另一個快速成長的領域,ARM核心也將會是最適用的產品。我們的作法是儘量不針對某一特定市場開發單一產品,以便使產品可滲透至各種不同的應用中。我們透過觀察市場的需求與趨勢,來開發具有特色需求的核心,因此,這樣的產品往往也適用於不同的市場中。例如,我們在幾年前與硬碟製造商合作,開發出一款ARM9系列核心,該核心後來也適用於MP3播放器中;而我們與一家開發汽車煞車系統的公司合作所打造的核心,由於它具備嚴苛的即時條件,因此還能應用在基頻處理器中。這也就是為什麼ARM7在1994年推出多年後,至今仍相當普及於各種應用中之故。

此外,微控制器(MCU)市場也是非常令我們感到興奮的,目前已有12間業者採用ARM核心推出32位元MCU產品,未來的成長可期。隨著電子產品的功能需求持續提升,即使像是遙控器、玩具等產品,也都紛紛開始改採32位元MCU。而由於ARM核心已具備完整的軟體生態環境,對設計人員來說,相容性高、撰寫程式容易,當考慮整體的系統成本時,32位元MCU反而擁有更佳的成本優勢。隨著越來越多的業者捨棄其自有的專屬核心架構,改採ARM核心開發MCU產品之後,我相信,這樣的趨勢會持續發展下去,使ARM核心的應用更為普遍。

回到剛才我們談到ARM的成功關鍵時,我想除了技術、商業模式之外,我想我們也是非常幸運的。就當手機開始從類比朝數位轉換時,我們剛好在那個時間點具備了此一低功耗的數位核心架構。而現在,當MCU市場開始朝32位元RISC架構移轉時,我們的核心、軟體生態也已經就緒,這對我們的成功來說,也是非常重要的。

另一方面,我們在數位家庭領域也會有很大的商機。我想強調的是,雖然市場上一直僅對ARM的低功耗表現印象深刻,但我們在高效能需求的應用中,也同樣表現優異。而即使是對包括電視、DVD播放機等插電產品來說,由於散熱、能源等問題,功耗設計未來仍將是一重要考量。

而隨著產品開發成本的不斷上升,未來一間公司不可能同時支援多種CPU架構,而兼具功耗與效能的ARM核心,將會佔極大的優勢,這些因素都將會使我們在非行動市場的營收持續成長。

Tudor Brown

現任ARM公司營運長

ARM公司創始人之一

Acorn Computers公司研發部主任工程師

ARM公司工程總監暨技術長、執行副總裁

英國劍橋大學電子科學碩士

作者:勾淑婉





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