ARM, l’acteur discret des révolutions technologiques (2016)
SoftBank Group, multinationale japonaise des télécommunications, fondée en 1981 par Masayoshi Son, propriétaire d’entreprises comme la nord-américaine Sprint, a annoncé l’achat le 18 juillet dernier de la multinationale britannique ARM Holdings, conceptrice de microprocesseurs, pour la somme de 24,3 milliards de livres sterling (42,3 milliards de dollars canadiens). Cette opération a été facilitée par la chute de la livre sterling à la suite du Brexit.
Hermann Hauser, cofondateur en 1978 de Acorn Computers, a déclaré : “C’est un triste jour pour moi et un triste jour pour la technologie britannique.” En désaccord, la nouvelle première ministre du Royaume-Uni, Theresa May, s’est félicitée de cette preuve du dynamisme et de l’attractivité de l’économie anglaise.
Masayoshi Son a précisé que l’entreprise, qui emploie 3 975 personnes dont 1 577 en Grande-Bretagne, conserverait son siège à Cambridge. Certains analystes, comme James Burton du Daily Mail, craignent toutefois qu’il s’agisse d’un engagement à la Kraft, en référence aux nombreuses promesses non tenues par Kraft Foods après l’achat en 2010 de l’anglais Cadbury, événement qui est encore un traumatisme vivace chez certains Britanniques.
Les technologies ARM étant employées dans la quasi-totalité des téléphones multifonctions (Apple, Samsung, etc.), 80 % des appareils photo numériques et 35 % de tous les appareils électroniques, il s’agit d’une importante nouvelle dans le monde de l’informatique et c’est l’occasion de revenir sur l’histoire de ce fleuron technologique de la Grande-Bretagne.
A pour Acorn : Acorn RISC Machine
L’histoire d’ARM est liée au développement à la fin des années 1970 d’une industrie de la micro-informatique en Grande-Bretagne, dans le sillage de Sir Clive Sinclair, créateur de Science of Cambridge à qui l’on doit les ZX80-81. Parmi les entreprises de micro-informatique de cette époque, on trouve Acorn Computers, fondée à Cambridge en 1978, qui connut le succès au début des années 1980 avec ses ordinateurs grand public : |’Atom et son successeur le BBC Micro, créé en partenariat avec la BBC pour le marché éducatif.
Comme beaucoup d’autres à l’époque (Atari, Apple, Nintendo, Commodore, etc.), Acorn travaillait avec l’économique microprocesseur 8 bits MOS 6502. Souhaitant disposer d’un processeur plus performant tout en gardant un coût raisonnable, les ingénieurs d’Acorn Steve Furber et Sophie Wilson explorent dès 1983 la possibilité de développer leur propre processeur, inspirés par le projet de recherche Berkeley RISC (Université de Californie). Ce programme de recherche posait les bases d’une nouvelle génération de processeurs à jeu d’instructions réduit (RISC). Le concept de base du RISC est d’inclure dans le processeur uniquement les instructions réellement utilisées, libérant de l’espace pour d’autres circuits. On avait découvert, par exemple, que le système Unix, une fois compilé, utilisait seulement 30 % des instructions disponibles sur le Motorola 68000. D’architecture plus simple, les processeurs RISC promettaient de meilleurs rapports prix-performance et consommation-performance, le tout dans une surface réduite.
En avril 1985, Acorn reçoit les premiers exemplaires du processeur qu’il a conçu, le 32 bits ARM1 (Acorn RISC Machine 1), fabriqués en Californie par VLSI Technology.
Le premier ordinateur à utiliser un ARM en CPU fut l’Acorn Archimedes, lancé en juin 1987 avec un nouveau système d’exploitation dédié, le RISC OS (pour l’anecdote, cet OS tourne toujours sur Raspberry Pi).
A pour Advanced: Advanced RISC Machines
En 1990, Acorn Computers s’associe à Apple (alors dirigée par John Sculley) et VLSI, dans le but de développer de nouvelles générations de processeurs ARM. À cette occasion, une nouvelle société est créée : Advanced RISC Machines Ltd, dans laquelle Apple et Acorn sont appelées à détenir 47 % du capital tandis que VLSI possèderait 5 %. Pour démarrer, Apple met sur la table 1,5 million de livres sterling, Acorn fournit une douzaine d’ingénieurs ayant travaillé sur les ARM et VLSI donne ses outils de développement.
Le premier processeur né de ce rapprochement entre le gland (Acorn) et la pomme (Apple), l’ARM6 (janvier 1992), permettra à Apple de développer en 1993 son premier assistant personnel, le Newton.
Le modèle ARM
L’originalité d’ARM, c’est que l’entreprise n’a jamais fabriqué le moindre processeur. C’est l’héritage du mode fonctionnement d’Acorn Computers, qui sous-traitait la fabrication à VLSI.
Lors de la création de la coentreprise avec Apple, le principe de se limiter à la conception des processeurs a été conservé, mais une fructueuse idée a vu le jour sous l’influence d’Apple : vendre des licences d’utilisation des technologies ARM (avec un système de redevance sur chaque puce produite), notamment du set d’instructions à l’origine écrit par Sophie Wilson. Parmi les premiers clients de ces licences figurent Sharp (1992), Cirrus Logic et Texas Instruments (1993). Et de nombreux autres clients suivront…
Parmi les atouts qui font d’ARM un succès, il y a l’offre d’architectures personnalisables. Si vous avez un besoin spécifique, une entreprise spécialisée peut vous dessiner un processeur reposant sur des modules ARM et un fondeur assurera la fabrication par la suite. ARM vous proposera aussi des outils de développement pour créer, par exemple, le système sur une puce (SoC) de vos rêves.
Le virage du mobile
En 1993, Texas Instruments est approché par Nokia qui a besoin d’un processeur pour un futur modèle de téléphone GSM. Texas Instruments a alors proposé une solution basée sur un ARM7 (comme dit plus haut, TI avait commencé à fabriquer des processeurs sous licence ARM). Mais l’empreinte mémoire du 32 bits (chaque instruction prenant 4 octets) et le coût associé à cette empreinte dissuadèrent Nokia de choisir cette solution. C’est alors qu’ARM proposa à Nokia, via Texas Instruments, de créer un sous-ensemble du jeu d’instructions ARM codées sur 16 bits, appelé Thumb. Le processeur est toujours un 32 bits, mais peut traiter en entrée des instructions sur 16 bits qui sont traduites à la volée via des circuits dédiés. De cette manière est né le ARM7T, capable de travailler en mode Thumb. Et c’est ainsi que le premier téléphone GSM à puce ARM fut l’immensément populaire Nokia 6110.
En matière de processeur pour la téléphonie mobile, le ARM7 est vite devenu le design phare et a été pris en licence par plus de 165 fabricants. Plus de 10 milliards de puces ARM7 ont été produites.
Advanced RISC Machines Ltd est ainsi devenue une entreprise solide et prospère, grâce à l’essor du mobile. Après avoir été inscrite au London Stock Exchange et au NASDAQ en 1998, la compagnie, rebaptisée ARM Ltd., se lance dans diverses acquisitions pour assurer sa croissance.
À la même époque, comme d’autres constructeurs, Acorn Computers doit se rendre à l’évidence : face aux IBM PCs et Macintosh, les ordinateurs Acorn n’ont aucune chance, et l’entreprise est réorganisée en abandonnant définitivement cette activité. Si les ordinateurs personnels d’Acorn n’ont pas eu un succès sur le long terme, l’architecture des processeurs à l’origine spécifiquement conçue pour eux sera une énorme réussite.
ARM a-t-il sauvé Apple ?
Aujourd’hui, ARM pourrait être encore dans le giron d’Apple, mais ce n’est pas le cas. Et ce qui s’est en fait passé est qu’ARM a largement contribué à sauver Apple.
Lors de l’entrée au NASDAQ en 1998, Apple possédait 42,3 % d’Advanced RISC Machines et la situation de la Pomme n’étant pas des plus brillantes à l’époque, Steve Jobs décida de vendre une partie de ses actions ARM la même année, pour 24 millions de dollars. La hausse de l’action permit également à Apple de gagner 16 millions sur la valeur de son portefeuille restant.
L’année suivante, Apple vend pour 245 millions de dollars d’actions ARM, ce qui représentera 40 % du bénéfice sur le bilan d’Apple en 1999. En 2000, même scénario, avec la vente d’actions pour 372 millions de dollars, soit 47 % du bénéfice annuel d’Apple. En 2001, c’est 176 millions et en 2002, 21 millions de dollars qui rentrent ainsi dans les caisses d’Apple.
En 2003, Apple vend ce qui lui reste d’ARM pour 238 millions. Au total, ARM a procuré à Jobs la somme de plus de 1,1 milliard sur un peu plus de 5 ans. En outre, ARM fournira la technologie indispensable derrière tous les produits mobiles qui vont aider Apple à remonter la pente : iPod, iPhone, iPad.
L’avenir dans l’Internet des Objets
Comme nous l’avons dit en introduction, on trouve aujourd’hui des processeurs ARM presque partout, et surtout dans tous les téléphones mobiles. Le succès est ici tel que le concurrent Intel, après une suite de décisions calamiteuses et de produits insuffisants, a carrément abandonné le marché du téléphone en avril dernier.
Cela étant dit, il faut bien comprendre que le développement du marché du téléphone mobile et des tablettes est en train d’atteindre un plateau. Même si ce marché remplira régulièrement les caisses, il ne peut pas soutenir la croissance d’ARM.
SoftBank estime cependant qu’ARM est bien placée pour profiter de l’ère de l’Internet des objets (IoT) qui commence, avec sa capacité de concevoir des processeurs à prix réduits et économes en énergie. Ces milliards d’objets embarqueront tous au moins un SoC de technologie ARM — ARM ayant déjà un monopole de fait sur toutes les applications embarquées.
En outre, ARM pourrait continuer à se développer dans le château fort d’Intel : le Cloud et les centres de données. Mais ce marché est certainement moins important que celui des produits grand public, que ce soit des téléphones ou des automobiles.
Certains investisseurs et analystes ont exprimé leur scepticisme quant à la décision de Masayoshi Son d’acheter la si coûteuse ARM Holdings. Mais Masayoshi Son répond qu’il se place sur le long terme. Il avoue ne pas bien comprendre l’obsession de la plupart pour la valorisation à court terme au bénéfice des seuls actionnaires. Cette course au profit immédiat se fait au détriment d’autres indicateurs à considérer comme l’appréciation des contributions de l’entreprise à la société.
ARM, a Quiet Agent of the Technological Revolution
On July 18th, SoftBank Group, a Japanese multinational telecommunications company founded in 1981 by Masayoshi Son, who also owns Sprint, announced its acquisition of British multinational ARM Holdings, a microprocessor development company. The £24.3 billion transaction (CA$42.3 billion) was sweetened by the slump of the pound sterling in the aftermath of Brexit.
Hermann Hauser, who cofounded Acorn Computers in 1978, commented, “This is a sad day for me and a sad day for technology in Britain.” Theresa May, the United Kingdom’s new Prime Minister, disagreed, lauding this latest proof of the buoyancy and attractiveness of the British economy.
Masayoshi Son stated that the company, which employs 3,975 people, including 1,577 in Great Britain, would keep its headquarters in Cambridge. Some analysts, like the Daily Mail’s James Burton, fear another Kraft-like commitment, where Kraft Foods reneged on many of its promises after its 2010 purchase of Cadbury, leaving traumatized Britons in its wake.
ARM technology is present in just about every smart phone out there, including Apple, Samsung, etc., not to mention 80% of digital cameras and 35% of all electronic devices combined; hence the importance of this week’s announcement for the IT world. But let’s review the history of this gem in the crown of Great Britain’s IT sector.
A is for Acorn: Acorn RISC Machine
ARM’s birth is linked to the development of the micro-computing industry in Great Britain at the end of the 70s, when Sir Clive Sinclair founded Science of Cambridge, the company that created the ZX80-81. Chief among the micro-computing companies was Acorn Computers, founded in Cambridge in 1978 and becoming hugely successful in the early 80s with its personal computer, the Atom, and its successor, the BBC Micro, developed in partnership with the BBC for the educational sector.
Like most other companies at the time (Atari, Apple, Nintendo, Commodore, etc.), Acorn used the inexpensive 8-bit MOS 6502 microprocessor. But as early as 1983, Acorn engineers Steve Furber and Sophie Wilson needed a more powerful yet inexpensive processor and decided to develop their own, inspired by UC Berkeley’s RISC project. This research project was premised on a new generation of processors with a smaller set of instructions (“Reduced Instruction Set Computing”, RISC). RISC’s basic concept was to equip processors with just the instructions they actually used, using the freed space for new circuits. For example, it had been found that the Unix system, once compiled, only used 30% of all available instructions on the Motorola 68000. With their simplified architecture, RISC processors provided better cost-performance and consumption-performance ratios in a smaller package.
In April 1985, Acorn received their first new processors, the 32-bit ARM1 (Acorn RISC Machine 1), built in California by VLSI Technology.
The first computer to use the ARM in its CPU was the Acorn Archimedes, released in June 1987, with a dedicated operating system, the RISC OS (this same OS is to be found on the Raspberry Pi today!).
A is for Advanced: Advanced RISC Machines
In 1990, Acorn Computers joined forces with Apple (then directed by John Sculley) and VLSI to develop the next generation of ARM processors. To do so, they founded a new company, Advanced RISC Machines Ltd, in which Apple and Acorn each had a 47% stake while VLSI held the remaining 5%. To get it off the ground, Apple put in £1.5 million, Acorn supplied a dozen ARM engineers and VLSI contributed its development tools.
The first processor born of this acorn and apple splice, the ARM6 (in January 1992), led to Apple’s first Personal Digital Assistant, the Newton, in 1993.
The ARM Model
The thing about ARM is that the company never built a single processor. ARM inherited this business model from Acorn Computers, which sub-contracted fabrication to VLSI.
When ARM went into business with Apple, it stuck to its practice of limiting its development role to design, but adopted a lucrative practice: licensing the use of ARM technologies through a system of royalties for each chip produced, more specifically for the use of the set of instructions originally developed by Sophie Wilson. Among its first clients were Sharp (1992), Cirrus Logic and Texas Instruments (1993), followed by many others
One of the keys to ARM’s success is its modular architecture. A company specializing in customization is on hand to design a tailor-made processor based on ARM modules, which would then be made to order. ARM also offers development tools to create the System on a Chip (“SoC”) of your dreams.
The Mobile Revolution
In 1993, Texas Instruments was approached by Nokia to develop a processor for a future GSM phone. TI suggested an ARM7-based solution (as stated earlier, TI had already started building ARM processors). However, the size and cost of its 32-bit memory footprint, where each instruction took up 4 bytes, turned Nokia off. That’s when ARM, through TI, its licensee, offered Nokia a 16-bit subset of the ARM instructions, called Thumb. The processor was still 32-bit, but could process 16-bit input on the fly through dedicated circuits within the chip. This is called Thumb mode and is what runs the ARM7T. And this is what ensured the success of the first ARM-chip GSM phone, the Nokia 6110.
ARM7 quickly became the processor of choice for mobile phones, licensed by over 165 builders. Over 10 billion ARM7 chips were manufactured.
Thanks to the advent of mobile phones, Advanced RISC Machines Ltd became a solid, prosperous company. Having been listed on the London Stock Exchange and on the NASDAQ in 1998, the company, now called ARM Ltd., launched into a series of growth-fuelling acquisitions.
At the same time, Acorn Computers and other computer developers had to face the facts: they had no chance against IBM and Macintosh computers. Acorn therefore underwent restructuring, abandoning this aspect of its activities. Though Acorn personal computers were not viable in the long run, the fact remains that the processor architecture specifically developed for them is a great success.
Did ARM save Apple?
Today, ARM might still belong to the Apple tree. Instead, ARM’s limb was cut to saved the tree.
When Apple was listed on the NASDAQ in 1998, it owned 42.3% of Advanced RISC Machines. As its financial situation was far from satisfactory, Steve Jobs decided to sell some of its ARM shares the same year, netting 24 million dollars. The rise of the action also allows Apple to earn 16 million on the value of the remaining ARM portfolio.
The following year, Apple sold 245 million dollars’ worth of ARM shares, accounting for 40% of Apple’s profits in 1999. In 2000, Apple sold a further 372 million dollars’ worth of ARM shares, representing 47% of its profits. In 2001, the same sale netted Apple 176 million dollars and, in 2002, 21 million dollars.
In 2003, Apple sold its last remaining ARM shares for 238 million dollars. In all, ARM has netted Jobs over 1.1 billion dollars over 5 years. Further, ARM provided the technology behind every mobile device that has helped Apple stage its comeback: the iPod, the iPhone, and the iPad.
The Future of the Internet of Things
As stated in the introduction, today, ARM processors are found in just about every smart object, especially mobile phones. ARM’s success is so complete that its main competitor, Intel, after a series of disastrous decisions and disappointing products, decided to give up the telephone market last April.
That being said, it must be recognized that the mobile phone and tablet market is plateauing in any case, and that though it is not going to disappear, it will not support the kind of growth that ARM has experienced until now.
Nevertheless, SoftBank believes that ARM is well positioned to reap the benefits or this new era of the Internet of Things (IoT), thanks to its ability to develop inexpensive, energy-frugal processors. In the future, billions of new objects will contain at least one ARM SoC — in fact, ARM already has a de facto monopoly on on-board applications.
Furthermore, ARM could continue expanding within Intel’s stronghold, the Cloud and data centres, even though this market is nowhere as vast as personal computing for general public, which includes phones and cars.
Some investors and analysts have raised questions about Masayoshi Son’s decision to splurge on such an expensive purchase as ARM Holdings. Son’s response is that he has long-term vision, that short-term market valuations benefit current shareholders at the expense of other, longer-term indicators, and that there are other factors to be considered, such as the valuation of the corporation’s contribution to society.