La première puce ARM, initialement appelée Acorn RISC Machine, puis rebaptisée Advanced RISC Machine, a été développée par une équipe avancée de recherche et développement chez Acorn Computers, une entreprise britannique pionnière dans le domaine des micro-ordinateurs. À cette époque, Acorn était l’un des noms dominants sur le marché des ordinateurs personnels au Royaume-Uni.

Acorn a connu un premier succès majeur lorsque la British Broadcasting Corporation (BBC) lui a commandé un nouveau modèle d’ordinateur domestique destiné à être commercialisé sous le nom de BBC Microcomputer. Lancé en 1982, le BBC Micro surfait sur la vague des ordinateurs domestiques au Royaume-Uni, et la marque BBC lui conférait une crédibilité supplémentaire face aux nombreux concurrents sur ce marché. Il était basé sur un processeur 8 bits 6502 de Rockwell, le même qui alimentait l’Apple II, et comportait des graphismes en couleur ainsi que 32 Ko de mémoire vive.

Le développement du premier processeur ARM

Les travaux sur ce qui allait devenir le processeur ARM ont commencé en 1983. Les premiers prototypes fonctionnels ont été livrés en 1985. L’équipe responsable du projet comprenait Steve Furber, aujourd’hui professeur d’ingénierie informatique à l’université de Manchester, Roger Wilson, qui avait participé à la conception du BBC Micro, et Robert Heaton, responsable du groupe de conception VLSI chez Acorn.

L’objectif était de concevoir un processeur efficace, peu coûteux et facile à intégrer tout en conservant l’esprit du 6502, mais dans un environnement 32 bits RISC (Reduced Instruction Set Computing). Parmi les choix déterminants : l’utilisation d’une longueur d’instruction fixe et d’un modèle load/store, simplifiant ainsi la conception et l’exécution des programmes.

Le premier modèle du jeu d’instructions ARM1 a d’abord été écrit en BASIC. Ensuite, la modélisation du matériel a été réalisée avec les outils de conception sur mesure de VLSI Technology. Une simulation événementielle écrite en BASIC a aussi été développée, permettant de tester les composants de support tels que VIDC (contrôleur vidéo), MEMC (contrôleur de mémoire) et IOC (contrôleur d’entrée/sortie). Cette simulation a ensuite été réécrite en Modula-2, puis en C, sous le nom de ASIM, un outil encore utilisé aujourd’hui par Acorn et ARM Ltd.

En avril 1985, l’ARM1 est devenu le premier processeur RISC commercial au monde, surpassant les objectifs initiaux avec moins de 25 000 transistors et fabriqué en technologie 3μm.

Les premières améliorations : ARM2 et ARM3

L’expérience acquise avec l’ARM1 a mis en lumière certains aspects à améliorer. Parmi les modifications essentielles apportées à l’ARM2 figuraient l’ajout des instructions Multiply et Multiply and Accumulate, facilitant le traitement des signaux numériques en temps réel, une fonctionnalité essentielle pour le son dans les ordinateurs domestiques et éducatifs. Un interface coprocesseur a aussi été ajoutée, permettant l’utilisation d’un accélérateur en virgule flottante.

L’ARM2 a été commercialisé en 1987 avec l’ordinateur Archimedes, le premier à utiliser ce processeur. Malgré ses performances, l’Archimedes a reçu un accueil mitigé à cause de l’absence d’un système d’exploitation et d’un écosystème logiciel établi.

L’ARM3, introduit en 1989, a ajouté un cache 4 Ko et augmenté la fréquence d’horloge à 25 MHz, améliorant ainsi les performances.

La création d’ARM Ltd et la diversification

En 1990, Acorn, VLSI Technology et Apple ont fondé ARM Ltd, une entité indépendante chargée du développement et de la commercialisation des processeurs ARM.

Le processeur suivant, l’ARM6, a introduit un adressage 32 bits complet et un support pour les architectures big-endian et little-endian. ARM Ltd s’est également associée à divers fabricants de semi-conducteurs comme Sharp, GEC Plessy et Texas Instruments, renforçant sa présence sur le marché.

L’impact mondial des processeurs ARM

Au fil des années, les processeurs ARM ont révolutionné l’industrie technologique, devenant omniprésents dans les smartphones, tablettes, objets connectés et centres de données.

En 2023, ARM a réalisé une introduction en bourse réussie sur le Nasdaq, démontrant son importance grandissante. Aujourd’hui, ARM continue de dominer le marché des processeurs basse consommation, avec des partenaires comme Apple, Qualcomm, NVIDIA et Samsung, et s’aventure même dans la conception de ses propres puces, marquant une nouvelle ère dans son histoire.

Conclusion

Ce qui a commencé comme un projet modeste chez Acorn est aujourd’hui une force dominante dans le secteur des semi-conducteurs. L’architecture ARM s’est imposée comme une norme incontournable pour une informatique énergétiquement efficace et performante, influençant l’évolution technologique bien au-delà des ambitions initiales d’Acorn.