Cosa è ARM e perché ha rivoluzionato gli smartphone ed i computer

I processori ARM non è una tecnologia recentissima ma, sopratutto negli ultimi anni, sta rivoluzionando il mondo smartphone e computer

Negli ultimi anni, se hai seguito l’evoluzione di smartphone e computer, probabilmente avrai sentito parlare sempre più spesso dei processori ARM. Sviluppati per la prima volta da un piccolo team di ricercatori all’inizio degli anni ’80, i processori ARM sono stati progettati per rivoluzionare l’efficienza dei processori tradizionali. Sebbene inizialmente associati principalmente ai dispositivi mobili, oggi i processori ARM stanno guadagnando terreno anche nei computer. È affascinante pensare che questi processori, ora così diffusi e influenti, abbiano avuto un inizio piuttosto modesto.

L’acronimo ARM sta per Advanced RISC Machine, e si riferisce a una tipologia di CPU basata su un’architettura di set di istruzioni ridotte (RISC). Immagina i set di istruzioni del computer come guide che indicano al processore cosa fare, proprio come un operatore di un magazzino viene istruito sulla gestione del lavoro. I processori RISC eseguono operazioni utilizzando un insieme di istruzioni più ridotto rispetto ad altre architetture concorrenti come x86. ARM rappresenta una particolare implementazione del set di istruzioni RISC, sviluppata in modo proprietario da Arm Limited.

Grazie alla loro efficienza e al design compatto, i processori ARM sono stati tradizionalmente ideali per i dispositivi portatili. Tuttavia, negli ultimi anni, l’industria ha visto una crescente adozione dei chip ARM anche nei laptop e nei computer desktop. Ma come siamo arrivati a questo punto? La storia di ARM inizia in un fienile riconvertito vicino a Londra e culmina nel palmo della nostra mano.

L’invenzione di ARM

La storia di ARM è una storia di necessità. Nei primi anni ’80, Acorn Computers era alla ricerca di chip che potessero alimentare il BBC Microcomputer, un progetto commissionato dalla British Broadcasting Corporation per promuovere l’alfabetizzazione informatica. Un team di ricerca, composto dagli informatici Steve Furber e Sophie Wilson, lavorava in un fienile riconvertito a Cambridge per progettare un’architettura di processore più efficiente e conveniente

Hermann Hauser, cofondatore di Acorn, fornì a Furber e Wilson documenti di ricerca su una CPU RISC. Basandosi su questi, Wilson sviluppò un set di istruzioni RISC minimalista con solo 45 istruzioni. Anche se il set di istruzioni era piccolo, le implicazioni erano enormi. L’ARM V1, il primo chip del suo genere testato nel 1985, aveva solo 27.000 transistor rispetto ai 134.000 di un chip concorrente più avanzato.

Nonostante le sue potenzialità, ci volle del tempo prima che i chip ARM avessero l’impatto che conosciamo oggi. Un passo importante fu quando Apple decise di utilizzare ARM in un nuovo computer portatile, l’Apple Newton, che però si rivelò un insuccesso commerciale. Tuttavia, Apple continuò a credere nella tecnologia e nel 1990 Arm Limited fu fondata come joint venture tra Acorn, Apple e il produttore di semiconduttori VLSI. Questa società operava concedendo in licenza le architetture dei chip ai produttori, permettendo loro di realizzare chip ARM personalizzati. Questo modello di business si rivelò vincente, rendendo ARM una presenza dominante nel panorama tecnologico.

L’ascesa di ARM nel mercato globale

Oggi, molte delle principali aziende tecnologiche, come Apple, Amazon, Google, Intel, Microsoft, Nvidia e Samsung, utilizzano i progetti ARM. Ciò che Furber e Wilson crearono in un fienile a Cambridge è ora al centro della nostra tecnologia quotidiana.

L’avvento degli smartphone ha giocato un ruolo cruciale nell’affermazione dei processori ARM. Nei primi anni 2000, Apple ha integrato i chip ARM nei suoi lettori musicali iPod e Nintendo li ha utilizzati per il Game Boy Advance. Tuttavia, è stato solo con il lancio dell’iPhone da parte di Steve Jobs nel 2007 che la domanda di ARM ha conosciuto un boom senza precedenti.

Tutte le aziende del settore tecnologico si sono adattate rapidamente per affrontare il futuro che Apple aveva inaugurato. Samsung, che ha fornito i chip ARM per il primo iPhone, è diventata presto uno dei principali concorrenti di Apple. Google ha rielaborato con impegno il suo progetto Android per adattarlo agli smartphone. Di conseguenza, tutti i dispositivi lanciati da queste aziende necessitavano di chip ARM dedicati.

Nonostante ciò, i computer tradizionali hanno continuato a preferire l’architettura x86, poiché richiedevano maggiore potenza di calcolo rispetto all’efficienza o alla compattezza. Al contrario, gli smartphone dovevano essere facilmente trasportabili, mantenendo una lunga durata della batteria, elevate prestazioni e la capacità di eseguire una vasta gamma di applicazioni.

Nel 2020, Apple ha dato il via a una nuova era per ARM con il rilascio del chip M1, un SoC completo basato su architettura ARM. La sua potenza ed efficienza hanno superato di gran lunga le aspettative del settore tecnologico, ma Apple aveva già iniziato a perfezionare i suoi progetti interni ARM sin dal lancio del chip A4 nel primo iPad. Tuttavia, questo vantaggio competitivo sta cominciando a ridursi. Nel 2024, il primo lotto di PC Windows basati su ARM è stato lanciato nell’ambito dell’iniziativa Copilot Plus PC di Microsoft, alimentato dal Qualcomm Snapdragon X Elite.