Historien om ARM og Qualcomm

Der er historier, der begynder stort. Og så er der historier som denne, der begynder med britiske skolebørn og amerikanske lastbilchauffører – og ender med at revolutionere hele verden.

I 1981 lancerede BBC en computer, der skulle lære britiske skolebørn at programmere. Samme årti startede syv ingeniører i San Diego et kommunikationsfirma, hvis trådløse forskning blev finansieret ved at sælge e-mail-software og satellitsporing til vognmænd.

Fire årtier senere er teknologien fra disse ydmyge begyndelser hjertet i stort set alle smartphones, tablets og i stigende grad også alle computere på planeten. Det er historien om, hvordan verdens mest banebrydende innovationer kan opstå de mest utænkelige steder – og hvordan en mislykket håndholdt enhed og software til lastbiler blev fundamentet for den mobile revolution, der forvandlede den verden, vi lever i.

BBC Micro: Computeren, der skulle lære briterne at kode

Historien begynder i 1980 på den britiske statsradiofoni, BBC. Personlige computere – hjemmedatamater – var på det tidspunkt ved at ændre verden. Men Storbritannien havde var ikke umiddelbart blevet en del af revolutionen. BBC’s beskedne bidrag var Computer Literacy Project, der havde til formål at uddanne en hel nation til at få viden om disse mystiske nye maskiner.

Centralt for denne vision var behovet for en computer, der kunne fungere som både undervisningsværktøj og praktisk maskine. BBC opstillede en specifikation, der virkede næsten umulig: skab en prisvenlig computer, der kunne håndtere alt fra grundlæggende programmering til sofistikeret grafik, samtidig med at den var robust nok til klassebrug af børn og lærere, der aldrig havde rørt en computer før.

Flere virksomheder konkurrerede om kontrakten. På vore breddegrader var det mest kendte navn Sinclair Research, der dengang netop havde lanceret deres ZX81 (der også var denne skribents første computer). Gråskæggede nørder vil også huske Newbrain, der var Newbury Laboratories bud i konkurrencen. Men det blev Cambridge-baserede Acorn Computers, der vandt med deres forslag til det, der ville blive BBC Micro.

Acorn var en ung virksomhed, der allerede havde gjort sig bemærket med Atom-mikrocomputeren. Men BBC Micro skulle blive deres mesterværk.

BBC Micro blev lanceret i 1981, og den var bemærkelsesværdigt avanceret for sin tid; med farvegrafik, lydsyntese og et omfattende programmeringsmiljø, der gjorde det muligt for børn at skabe alt fra simple spil til komplekse programmer. Med dens karakteristiske beige kabinet og røde funktionstaster blev den fast inventar i britiske skoler og hjem.

Endnu vigtigere etablerede BBC Micro en designfilosofi, der skulle genlyde gennem årtier. Acorns ingeniører, ledet af de geniale Sophie Wilson og Steve Furber, troede på at skabe effektive, elegante løsninger på computerproblemer. De designede systemer, der kunne mere med mindre – en filosofi, der skulle vise sig at være porten til fremtiden.

ARM-processoren bliver til: Fra BBC til RISC-revolution

Overgangen fra BBC Micro til ARM-processoren ligner et lærebogseksempel på teknologisk evolution drevet af nødvendighed.

I 1985 havde Acorn brug for mere processorkraft til deres næste generation af computere. De kunne være gået samme vej som mange andre, og skabt en kopi af IBM PC. Ligesom deres britiske kolleger hos Amstrad gjorde i samme periode, hvor de gik fra en 8-bit hjemmecomputer til en PC-klon med 16-bit CPU. Men det var ikke Acorn-måden. Wilson og Furber besluttede at skabe deres egen processor.

Timingen var perfekt. Forskning på universiteter som UC Berkeley og Stanford havde afsløret potentialet i RISC-processorer (Reduced Instruction Set Computing). Mens traditionelle processorer blev stadig mere komplekse, lovede RISC at opnå bedre ydeevne gennem enkelhed – ved at bruge færre, mere effektivt designede instruktioner.

Wilson og Furber designede det, der skulle blive ARM1-processoren. Navnet stod oprindelig for ‘Acorn RISC Machine’, hvilket afspejlede dens ydmyge oprindelse, men arkitekturen, de skabte, skulle senere ende med at blive big business.

ARM1 var bemærkelsesværdig af flere grunde. Den var for det første betydeligt hurtigere end den 6502-processor, der drev BBC Micro. Men endnu vigtigere var den utrolig effektiv. Processoren brugte meget lidt strøm og genererede derfor minimal varme. I 1985 var denne egenskab interessant, men ikke revolutionerende. Selv om de var mindre nøjsomme, kunne datidens 1 GHz-processorer stadig afkøles uden blæsere. Set i bakspejlet skulle disse karakteristika dog vise sig at være præcis, hvad fremtiden krævede.

Hjemme i England blev ARM-processoren i første omgang brugt i den computer, der skulle løfte arven fra BBC Micro. Acorn Archimedes var blandt de kraftigste hjemmecomputere, man kunne købe i slutningen 1980’erne. Men den fik aldrig nogen større udbredelse uden for hjemlandet. Succesen skulle vise sig at komme fra en helt anden kant.

Apple Newton: Hvorfor Apple investerede i ARM-teknologi

Imens, 9.000 kilometer væk, i Cupertino i Californien, kæmpede Apple Computer nemlig med sine egne udfordringer. Virksomheden havde bidraget til den personlige computerrevolution med den succesfulde Apple II. Og de havde netop lanceret Macintosh med dens banebrydende grafiske brugerflade. Men den var for kostbar for de fleste. Imens stormede IBM og Microsoft frem med PC’en.

Apple satsede virksomhedens fremtid på en radikal ny enhedskategori: en håndholdt computer, der ville gøre computerkraft virkelig personlig og bærbar. Newton, som den kom til at hedde, var et ambitiøst forsøg på at skabe, hvad vi nu ville genkende som en tablet-computer, komplet med håndskriftsgenkendelse og trådløs forbindelse.

Men Newton-projektet stod over for en grundlæggende udfordring. At skabe en håndholdt computer krævede en processor, der både var kraftig nok til den avancerede brugerflade, men samtidig så energieffektiv, at den kunne holde enheden kørende i timevis på batteristrøm. De fandt den processor i England.

Apple investerer 3 millioner dollars

Resultatet blev dannelsen af Advanced RISC Machines Ltd. Acorn bragte ARM-arkitekturen og det geniale ingeniørteam, der havde skabt den. Apple bragte kapital, markedsvision og troværdigheden fra en af verdens mest innovative teknologivirksomheder. VLSI Technology, en halvledervirksomhed, leverede produktionsekspertise og yderligere finansiering til rent faktisk at bygge processorerne.

Den 27. november 1990 blev samarbejdet officielt etableret. Aftalestrukturen afspejlede hver partners bidrag: Acorn leverede tolv af deres bedste ingeniører. Apple investerede 3 millioner dollars for en andel på 30 procent af den nye virksomhed.

ARM-forkortelsen blev ændret fra Acorn RISC Machine til Advanced RISC Machines, hvilket afspejlede processorens evolution fra et britisk undervisningsprojekt til et globalt teknologiforetagende.

Fra e-mail til mobilchips: Qualcomms vej til succes

Mens ARM blev født i Cambridge, udspillede en helt anden historie sig i San Diego, USA. I 1985 grundlagde syv ingeniører, ledet af Irwin Jacobs, en virksomhed, de kaldte Qualcomm (en sammentrækning af Quality Communications). Deres mål var at udvikle avancerede kommunikationsteknologier, men deres vej til succes skulle blive kroget.

Qualcomm og Jacobs’ vision var at skabe et trådløst kommunikationssystem, baseret på en teknologi kaldet Code Division Multiple Access (CDMA). Teknologien lovede dramatisk at øge kapaciteten af trådløse netværk, samtidig med at den forbedrede samtalekvalitet og sikkerhed.

For at finansiere deres CDMA-forskning fulgte Qualcomms grundlæggere en strategi for teknologisk diversificering, der ville få en løve-investor i dag til løbe skrigende ud af TV-studiet. De udviklede et satellitbaseret sporingssystem kaldet Omnitracs. De skabte specialiseret kommunikationsudstyr til regeringen og militæret. Og i et træk, der ville gøre dem velkendte for tidlige internetbrugere, udviklede de e-mail-software.

E-mail-klienten Eudora blev et af de mest populære e-mail-programmer i internettets tidlige æra. Programmet blev udgivet i 1988. Og for de akademikere og teknologinørder, der i begyndelsen af 1990’erne udgjorde internettets oprindelige befolkning (blandt dem også denne artikels forfatter), var Qualcomm ikke en trådløs virksomhed, men producenten af deres yndlings-e-mail-program.

ARM møder Qualcomm: Fundamentet for moderne smartphones

ARM og Qualcomm bevægede sig op igennem 1990’erne ad hver sin vej. Men mobil computerteknologi førte dem sammen. I 1998 var havde Qualcomm endelig udviklet sit CDMA-chipsæt, der skulle blive en vigtig del af moderne mobiltelefoner. Men for at nå i mål manglede de selve processorkernen.

Sådan en processorkerne havde ARM – og Qualcomm måtte gerne leje den af ARM. Resultatet kombinerede ARM’s strømeffektive CPU-designs med Qualcomms trådløse teknologier og grafikkapaciteter.

Dette partnerskab repræsenterede noget nyt i teknologiindustrien. ARM leverede den grundlæggende CPU-arkitektur, mens Qualcomm tilføjede deres egne innovationer inden for trådløs kommunikation og signalbehandling.

99 procent af smartphones bruger ARM

Hvor vigtigt dette samarbejde skulle blive, kan man se på de smartphones, der nu befinder sig i lommen på de fleste af os. Det var nemlig kombinationen af ARM’s effektive processorer og Qualcomms trådløse teknologier, der gjorde dem teknologisk mulige.

Mere end 99 procent af smartphones i dag er baseret på teknologi fra ARM. Og det gælder, uanset om man sværger til iPhone eller Android. Du husker nok, at Apple var ARM’s første kunde – og de brugte ikke kun teknologien i Newton.

Ironien er til at tage og føle på. Apples Newton, som oprindelig var motivet for at skyde penge i ARM, endte med at blive et af de mest berømte teknologiske flop i computerhistorien. Selv om den lille personlige assistent var visionær og banebrydende, var teknologien i 1992 ikke moden til håndholdte computere.

Men den samme ARM-arkitektur, der var beregnet til Newton, blev senere fundamentet for iPhone, et af de mest succesrige forbrugerprodukter i historien. Og også for de M1, M2, M3 og M4-processorer, der i dag sidder i Apples laptops og skrivebordscomputere. Det er alt sammen ARM. Så Apple har på den lange bane høstet gevinsten af de tre millioner dollars, de investerede i 1990.

Licensmodellen: Hvordan ARM tjener på andres succes

Succesen for både ARM og Qualcomm demonstrerede kraften i af sælge licenser på intellektuel ejendom. Tidligere var vejen til succes som processor-producent at blive den bedste til at producere selve chipsene effektivt og økonomisk. Men ARM og Qualcomm har begge bygget deres succes på styrken af deres innovationer og deres evne til at licensere teknologien til andre virksomheder.

Når du handler hos ARM, får du ikke en kasse med processorer leveret, men alene opskriften. Fremstillingen må du selv stå for – eller få en tredjepart som TSMC til at producere den.

Men licensmodellen har også ført til nye former for konkurrence og konflikter, når virksomheder, der har været partnere i én sammenhæng, bliver konkurrenter i en anden. Selv om Qualcomm stadig er en af ARM’s vigtigste kunder, og ARM’s teknologi er uundværlig i Snapdragon-processorserien, ligger de to virksomheder i dag i strid.

Konflikten drejer sig om Qualcomms opkøb af Nuvia i 2021. Virksomheden er grundlagt af tidligere Apple-ingeniører, der har arbejdet på virksomhedens ARM-baserede processorer. ARM mener, at Nuvia overtræder vilkårene i deres licensaftale, mens Qualcomm hævder, at de har ret til at bruge Nuvias teknologi under deres eksisterende ARM-licens.

Fra skolecomputer til mobilrevolution

Det mest bemærkelsesværdige aspekt af ARM og Qualcomms vej fra græsrodsforetagender til teknologimonopoler er, hvor komplet uplanlagt det hele var.

I 1981, da BBC Micro blev designet, forestillede ingen sig, at dens teknologiske efterkommere ville drive en global mobile computing-revolution.

Og da Qualcomms grundlæggere udviklede satellitsporing til lastvogne og e-mail-software til akademikere, kunne de ikke have forudsagt, at deres virksomhed ville blive en af giganterne inden for mobil kommunikation.

Men selv om vejen var snoet, og chaufføren ikke havde noget landkort, blev resultatet, at når du i dag læser dette på din smartphone, tablet eller computer, er det med stor sandsynlighed takket være teknologi fra netop ARM og Qualcomm.