ロードマップでわかる！当世プロセッサー事情 第82回

スマートフォンを席巻するARMプロセッサーの歴史

　「最近スマートフォンとかタブレットで、ARMのプロセッサーを搭載した製品がたくさん出てきている。これについて解説してくれませんか？」という依頼が編集部からあった。そこで数回に分けて、ARMプロセッサーの基本とロードマップについて解説したいと思う。

マイコンベンダーが自社開発したCPUから始まる
ARMの歴史

ARMプロセッサーのロードマップ概要

　上に掲載したのが、ARMの大雑把な製品とアーキテクチャーのロードマップである。厳密に言えばいろいろと漏れはあるのだが(例えば拡張命令セットにVFPやTrustZoneがない)、おおむねの流れはこれでご理解いただけると思う。まずは簡単にARMの生い立ちから説明したい。

　ARMは元々、イギリスのAcorn社というマイコン(今で言うパソコン)ベンダーの一部門であった。当時Acornは、米MOS Technology社の「6502」というプロセッサーをベースにマイコンを作っていた。しかし、この後継機種となるCPUを探したものの、手頃なものがないということで、自社でCPUを開発することを決定する。こうして1985年に製造されたのが、最初の「ARM1」である。

　同社は引き続き、「ARM2」「ARM3」とCPUを強化してゆくが、皮肉なことにマイコンそのものよりも、ARM CPUの方に人気が出てしまう。最終的に、Acorn社からCPUコアの設計部隊がスピンオフする形で、ARM Ltd.を立ち上げる。これが1990年のことであり、当初はAcornと(当時の主要な製造事業者のひとつだった)VLSI Technology、それとApple Computerの3社によるジョイントベンチャーの形をとっていた。

　この3社が関わったのは偶然ではなく、CPUコアのライセンスという形で最初に登場した「ARM6」は、AppleのPDA「Newton」に採用された。と言うよりも、「ARM6は当初、AppleのNewton用に開発された」と言うのが正確だろう。

　このARM6を改良したのが、現在もまだ若干使われている「ARM7」である。ARM7は大変に広い用途で採用されており、さまざまなネットワーク機器や携帯機器(ゲーム機)、ちょっとした制御機器など、その用途は大変に広い。また一部の携帯電話のベースバンドプロセッサーに採用されたこともある。このARM7は、ARM Ltd.が飛躍するための最初の礎となった。

DEC開発のStrongARMで飛躍したARM9

　これに続き、ARMは「ARM8」「ARM9」と開発を進めていくが、ここで重要な役割を果たしたのが、DEC(当時)の「StrongARM」であった。DECはARM6のプロセッサーライセンスのほかに、「ARM v4」のアーキテクチャーライセンスをARM Ltd.から受け、これを独自に改良して大幅に性能を引き上げたStrongARMを開発する。このStrongARMの構造は、ARMとDECのライセンス協定に基づきARM Ltd.にフィードバックされており、これを存分に生かしたのがARM9であった。

　また同時にARMは、このARM v4のアーキテクチャーをベースにARM7を再設計しており、この結果登場したのが「ARM7TDMI」である。こちらはARM7の名前を引き継ぎつつも、実際はARM v4の世代に属したコアで、既存のARM7の顧客はそのままARM7TDMIにシフトすることになった。

　あえて両者を区別すれば、ARM9はアプリケーションプロセッサーなどのハイパフォーマンス向けに、ARM7TDMIは制御機器などの低コスト・低消費電力向けに、それぞれ使われるようになっている。このARM7TDMIはARM7にもまして広く利用されるようになり、一方ARM9は携帯電話のベースバンドプロセッサーのみならず、一部アプリケーションプロセッサー的な利用もされるようになってきた。