Универсальное устройство. Неизвестная история создания iPhone

«Первым делом создаёшь у себя в голове воображаемый набор инструкций, – говорит она. – Рисуешь набор инструкций, который тебе хорошо понятен и который делает то, что ты хочешь». А затем начинаешь обсуждать идеи со своим напарником. «Я вываливала всё, что задумала, а Стив затем пытался понять, каким образом можно реализовать набор инструкций. Так что мне не стоило придумывать такие наборы инструкций, которые он не мог бы реализовать. Между нами постоянно происходил продуктивный обмен, когда мы выискивали инструкцию достаточно сложную, чтобы радовать меня как программиста, и достаточно простую, чтобы радовать его как разработчика микроархитектуры. И достаточно компактную, чтобы увидеть, как мы можем заставить её работать и испытать её».

Фёрбер написал архитектуру на языке BBC Basic, сидя за BBC Micro.

«Самый первый ARM был создан на машинах Acorn, – рассказывает Уилсон. – Мы сделали ARM с помощью компьютеров… причём самых простеньких».

Первые ARM-чипы появились в офисе Acorn в апреле 1985 года.

Фёрбер собрал вторую процессорную плату, которая подключалась к компьютеру BBC, и использовал ARM-процессор как вспомогательный компонент. Он отладил плату, однако без центрального процессора он не мог сказать, всё ли верно сделал. Они запустили машину. «На ней работало всё, что и должно было работать, – рассказывает Уилсон. – Мы вывели на экран расчет числа пи и открыли шампанское».

Однако вскоре Фёрбер отвлёкся от празднования: ему ещё нужно было проверить энергопотребление, так как именно оно было ключом к сборке в дешёвых пластмассовых корпусах, которые позволили бы сделать компьютер недорогим. Потребление должно было быть меньше пяти ватт.

Фёрбер сделал две контрольные точки на плате, чтобы замерить текущее потребление – и, как ни странно, обнаружил, что ток вообще не идёт. «Это озадачило его и всех нас, так что мы принялись изучать плату и увидели, что главное устройство питания на пять вольт попросту не подключено к процессору. Плата оказалась недоработанной. Тогда он попробовал замерить ток в устройстве питания, но оказалось, что ток вообще не идёт», – рассказывает Уилсон.

Вот только процессор всё равно работал. Без всякой подпитки.

Как такое возможно? Оказалось, что процессор работал благодаря утечке из ближайшей цепи. «Большой и требующий очень мало энергии, за что сегодня и ценится ARM; а причина, по которой он очутился во всех мобильных телефонах, – чистейшая случайность, – говорит Уилсон. – Его потребление оказалось в десять раз меньше, чем ожидал Стив. Вот он результат того, когда у тебя нет под рукой нужных инструментов».

Уилсон разработала мощный полноценный 32-битный процессор, который потреблял примерно одну десятую ватта.

О центральном процессоре критик Пол Демоне заметил: «он сравним, в хорошем смысле, с более сложными и дорогими разработками, такими как микропроцессор Motorola 68020, который представляет собой произведение искусства». В чипе Motorola содержалось 190 000 транзисторов. В чипе ARM – всего лишь 25 000, но он использовал свою мощь намного более продуктивно и выжимал из своего малого числа транзисторов куда больше производительности.

Чуть позже, продолжая упрощать дизайн, Уилсон и компания создали первую систему на кристалле (СнК), или систему на чипе, «которую Acorn смастерили не задумываясь, не сознавая, что то был очень значимый для всего мира момент». Однокристальная система СнК объединяет все компоненты компьютера на одном кристалле, отсюда и название.

Сегодня СнК очень популярна и используется практически везде. И ваш iPhone не исключение.

* * *

RISC-компьютер Acorn был выдающимся достижением. В то время как дела Acorn шли то в гору, то на спад, перспективы ARM разрастались всё шире и шире. В итоге он раскрутился настолько, что в 1990 году перерос в собственную компанию, совместное предприятие Acorn и компании, которую они смогли уже обойти, правда, только в алфавитном списке – Apple. Генеральный директор компании Джон Скалли хотел использовать ARM-чипы в первом мобильном устройстве Apple, в Newton. Через несколько лет, когда Newton совсем зачах, Apple отказалась от участия в предприятии. Но ARM продолжал набирать обороты, в первую очередь благодаря своим энергосберегающим чипам и уникальной бизнес-модели. Именно эта модель, настаивает Уилсон, подарила ARM универсальность.

«ARM обрёл успех по совершенно иной причине, и причина находилась в организации работы компании», – говорит она. Уилсон называет такую организацию «моделью экосистемы»: разработчики ARM создавали новые чипы, тесно сотрудничая с клиентами, имевшими особые запросы, а затем лицензировали конечные разработки, вместо того чтобы продавать их или собирать своими силами. Клиенты покупали лицензии, получая тем самым доступ к каталогу разработок ARM; они могли заказать индивидуальные характеристики, а ARM получить небольшую плату с каждого проданного устройства.