40 años de ARM

La historia de la arquitectura ARM comenzó hace cuatro décadas, impulsada por un pequeño equipo con una gran visión: hacer accesible para todos la computación de alto rendimiento y bajo consumo. 

El resultado es que con el tiempo se ha convertido en la arquitectura informática más usada del mundo, superando a la x86 que apoyada por la Ley de Moore y su promotor, Intel, había venido dominando la informática cliente por su enorme implantación en PCs.

La llegada de la era de la movilidad y los miles de millones de móviles, tablets o wearables producidos, ha conseguido una revolución que parecía imposible. Este mes, ARM celebra oficialmente su cuadragésimo aniversario con un hito para historia: el lanzamiento del chip número 250.000 millones en cuatro décadas.

Inicios modestos para ARM

En 1978, dos individuos talentosos, Chris Curry y Hermann Hauser, cofundaron Acorn Computers, una startup de orígenes humildes surgida en un pequeño rincón de Cambridge, un gallinero, dicen. Su despegue comenzó cuando obtuvieron un contrato para construir el BBC Micro, que formaba parte de una iniciativa del gobierno británico que preveía que cada aula debía tener un ordenador. Ya era un triunfo para una compañía modesta, pero resultó que ese pequeño acontecimiento cambiaría el panorama tecnológico para siempre.

El siguiente paso fue construir un procesador interno, algo que sus mismos responsables consideran inaudito para una empresa tan pequeña. En 1980, dos ingenieros, Sophie Wilson y Steve Furber, recibieron la responsabilidad de diseñar un procesador de 32 bits. A pesar de que su progreso se vio obstaculizado por la escasez de recursos, el ARM1 nació en 1985, utilizando tan solo 25.000 transistores en el proceso de 3 ?m.

Las ventajas del chip residían en su gran rendimiento, pero especialmente en su bajo consumo de energía, algo que ha definido a la arquitectura ARM hasta nuestros días. Fue diseñado para ejecutar eficientemente las instrucciones de los programas que se ejecutaban en las computadoras Acorn, como procesamiento de textos, cálculos con hojas de cálculo y renderizado de gráficos. Este desarrollo y enfoque sentó las bases de los procesadores modernos de ARM.

Lo que comenzó como un proyecto nacido por necesidad se convirtió rápidamente en una nueva filosofía arquitectónica: RISC. A diferencia de los complejos conjuntos de instrucciones de la época, RISC permitía un procesamiento optimizado y más rápido, justo lo que Acorn necesitaba para superar los límites del rendimiento. El lema interno de «MIPS para las masas» (Millones de instrucciones por segundo) diferenció la arquitectura de otros diseños de procesadores de la época, más enfocados en estaciones de trabajo o mainframes de alta gama.

La arquitectura ARM buscaba eficiencia energética, velocidad y escalabilidad y el primer sistema que mostró esta nueva arquitectura fue el Acorn Archimedes, lanzado en 1987, la primera computadora doméstica del mundo basada en RISC.

De Acorn a ARM

Acorn atravesó dificultades financieras a mediados de los 80, lo que llevó al Grupo Olivetti a su adquisición y finalmente al nacimiento de Advanced RISC Machines (ARM Ltd) a finales de 1990 como una empresa conjunta entre Acorn, Apple y VLSI Technology. En 1993, se lanzó el Apple Newton con arquitectura Arm. El producto no tuvo éxito comercial, lo que llevó a sus responsables a comprender que su empresa no podía sostenerse con un solo producto.

En esos momentos introdujeron un modelo de negocio de propiedad intelectual, muy poco común en aquel entonces, pero que ha terminado siendo clave para la importancia actual. Esto significaba que el procesador Arm podía licenciarse a numerosas empresas mediante una tarifa inicial y regalías posteriores basadas en la cantidad de silicio producido.

Líder en movilidad

ARM firmó un acuerdo con el proveedor de silicio Texas Instruments, quien aconsejó a Nokia utilizar sus diseños en sus teléfonos móviles. El Nokia 6110 GSM fue un éxito rotundo y el procesador Arm7 se convirtió en el diseño insignia de la compañía. Solo fue el comienzo.

Apple, cuya experiencia con los diseños de ARM se remontaban a la época de Acorn, usó estas soluciones en sus móviles iPhone desde sus inicios lo que supuso el despegue definitivo. Google y todos los grandes fabricantes de la plataforma Android siguieron por el mismo camino y, a pesar de los esfuerzos de otros proveedores como Intel, que había puesto un cheque en blanco a Intel para usar x86, la arquitectura terminaría liderando la era de la movilidad.

Hoy en día, más del 99% de los smartphones del mundo utilizan tecnología ARM. Y casi lo mismo puede decirse del mercado del tablet y de los wearables, o del segmento de embebidos e IoT donde tiene una gran presencia.

PCs y servidores en un futuro cercano

El proyecto Apple Silicon, un programa de hardware que ha reemplazado los procesadores x86 de Intel usados en los Mac a favor de ARM, ha sido un gran ejemplo de caso de uso y la primera entrada viable de la arquitectura en las computadoras personales.

La idea de llevar ARM a los PCs no es nueva y el ejemplo más noticiable es el de Microsoft, ya que comenzó a intentarlo hace más de una década con el tablet Surface RT. Sin embargo, Apple cuenta con una experiencia con ARM que no tiene ningún fabricante de semiconductores ni proveedor de sistemas y la transición ha sido todo un éxito, marcando el camino a otros proveedores como Qualcomm que, junto a Microsoft, están intentando conseguir un Windows sobre ARM variable.

Más de lo mismo en servidores donde ARM también tiene un gran potencial. Tanto como para marcarse el objetivo de que sus CPUs consigan ocupar el 50% de los usados en centros de datos. El bajo consumo de energía de la plataforma es clave en una era de IA insaciable de recursos.

40 años y muchos más

Lo que Acorn Computer comenzó en los años 80 como una variante de RISC y se convirtió después en Advanced RISC Machines, es hoy es una arquitectura imprescindible para la industria. ARM Holdings tiene acuerdos de licencias con centenares de fabricantes y sus diseños de arquitectura están presentes en miles de millones de dispositivos.

Es la explicación para que una compañía que no produce ni vende producto alguno tenga una valoración tan alta. Baste para ilustrarla los 66.000 millones de dólares que NVIDIA estaba dispuesta a invertir para comprarla y que de haberse concretado habría sido una de las mayores operaciones del sector tecnológico. Y todo comenzó en un gallinero de un pequeño rincón de Cambridge.