Armは、同社のエコシステムパートナーが同社のアーキテクチャをベースにしたチップを2,000億個以上出荷したと発表した。Armがマイクロコントローラーとスマートフォンの市場を席巻していることを考えると、これは莫大な数字だが、驚くべきことではない。しかし、Armは世界で最も普及しているCPUアーキテクチャを有しているとはいえ、今後は多くの課題が待ち受けている。
パーベイシブアーキテクチャ
Armの導入は加速を続けています。Armのパートナー企業は、最初の500億個のチップを出荷するまでに1991年から2014年までの約23年を要し、その後、次の500億個を出荷するのに2014年から2017年までの3年を要しました。現在、Armエコシステムは約4年半で、さらに1000億個のチップを出荷しています。Armによると、Armのアーキテクチャに基づくチップは毎秒約900個生産されているとのことです。
Armベースのチップ出荷数が2,000億個に達した今、当然の疑問は、Armがいかに早く5,000億個、そして1兆個のチップ出荷に到達できるかということです。AI、HPC、エッジコンピューティング、ロボティクス、IoTといったメガトレンドを踏まえると、Armのパートナー企業は今後10年ほどで1兆個目のArmベースチップを出荷する可能性があると推測できますが、Armが今後直面する課題は数多くあります。
今後の課題
Armは競争の仕方を熟知している。ライセンス供与可能なArcおよびMIPS CPUアーキテクチャを放棄し、Imagination TechnologiesとそのPowerVR GPUアーキテクチャとの競争に勝利している。しかし、Armはさらなる財務成長のために、クライアントPCやデータセンターといったプレミアムアプリケーションに対応する必要がある。同時に、Armは、安価でありながらあらゆる場所で使用され、驚異的な数量で販売されているコントローラーやマイクロコントローラーといった小型チップという、従来の市場における地位を守らなければならない。
クライアントPCとデータセンター
アーキテクチャの観点から見ると、Armの64ビットArmv8は2011年からPCやサーバーに対応してきましたが、これまでのところ、Apple、Qualcomm、Ampere、AWSなど、そうしたアプリケーションに十分なパフォーマンスを提供し、AMDやIntelのCPUに対抗できるシステムオンチップ（SoC）を導入しているのはごく少数の企業に限られています。他のベンダーがパフォーマンス重視のアプリケーション向けにSoCを提供できるよう、Armは2019年にNeoverseブランドのパフォーマンス重視コアを発表しましたが、この設計の成功は今のところあまり芳しくありません。
AppleがMacをArmベースのSoCに移行し始めて以来、PC市場におけるArmのシェアが拡大しているのは当然のことです。Strategy Analyticsは、ArmベースのノートPC向けSoCの売上高が2021年には2020年比で3倍に増加し、9億4,900万ドルに達すると予測しています。アナリストたちは、AppleのMacBook向けM1シリーズSoC、MediaTekのChromebook向けSoC、QualcommのWindows on Armマシン向けSoCのおかげで、Arm搭載SoCが今年中にノートPC市場の10%を占めると予測しています。
Tom's Hardware の最高のニュースと詳細なレビューをあなたの受信箱に直接お届けします。
Chromebookは主に米国で販売されており、主に学生向けであることを考えると、この市場は非常に限定的です。一方、QualcommのWindowsプラットフォームは、AMDやIntelのプラットフォームと競合できるレベルにはまだ達していません。そのため、PC分野でのArmの成功は、この市場におけるAppleの成功に大きく左右されるでしょう。
「クアルコムはWindows OSでマイクロソフトと緊密な提携関係にあるにもかかわらず、今のところノートPC市場に打撃を与えることができていません」と、Strategy Analyticsの携帯端末コンポーネントテクノロジーサービス担当アソシエイトディレクター、スラヴァン・クンドジャラ氏は述べています。「クアルコムはNuviaの買収を通じてコンピューティング市場に多額の投資を行っており、その成果が現れるのは2023年以降でしょう。短期的には、クアルコムはChromebookに注力し、MediaTekからシェアを奪取できるでしょう。Strategy Analyticsは、ArmベースのノートPCプロセッサベンダーがx86ベースのIntelやAMDといったベンダーと効果的に競争するためには、ソフトウェアへの投資とブランディング活動を強化する必要があると考えています。」
サーバーに関しては、ArmはAmpereのようなサーバー向けSoCを開発している意欲的なパートナーを多数抱えていますが、ソフトウェアの互換性がこうしたチップの普及を阻む要因となっていることは明らかです。データセンター分野で真に強力なプレーヤーとなるためには、Armとそのパートナーはソフトウェアスタックの確保を徹底する必要があります。幸いなことに、Armの状況は改善しつつあります。例えば、AWSとOracleはそれぞれ自社製プロセッサとAmpereのプロセッサを採用しています。
AMDとIntelは、自社の優位性を理解し、Arm設計がどのようなメリットをもたらすかを理解していることは明らかです。そのため、両社はパフォーマンスにおけるリーダーシップを維持し、新たなワークロードに対応するための柔軟性を高めるためにあらゆる手段を講じるでしょう。Intelの次期Alder Lakeアーキテクチャには、こうした要素が数多く盛り込まれると予想されます。
RISC-V：Armにとっての大きなリスク要因
しかし、既存市場での地位を維持することは、新規市場への参入と同じくらい重要です。Armは、急速に発展するRISC-Vエコシステムからの挑戦に直面することになるでしょう。わずか3、4年前までは、RISC-Vコアは単純なマイクロコントローラーしかサポートしていませんでしたが、今日ではLinuxのようなリッチなオペレーティングシステムも実行できます。
RISC-V命令セットアーキテクチャ（ISA）がArmに対して持つ主な利点は、ロイヤリティフリーであり、多くの設計がオープンソース（かつ無料）であることです。企業がRISC-V用のソフトウェアスタックを開発できると仮定すると、ArmからRISC-Vチップに移行することでコストを削減できます。例えば、Armの最も重要な顧客の一つであるAppleはRISC-Vを検討しており、今後数年以内にRISC-Vハードウェアを実装することを期待しています。Armはソフトウェアの互換性と使い慣れた設計を提供できますが、無料のものと競合するのはAppleにとって難しいでしょう。
一方で、RISC-Vソリューションがパフォーマンス要求の厳しい分野においてArm（ましてやx86）にすぐに挑戦することは期待しにくいでしょう。しかし、ISAには数十社もの企業が貢献していることを考えると、最初の高性能RISC-V設計がいつ登場するのかは気になるところです。TenstorrentのAI特化型SoCは、SiFiveのX280 64ビットRISC-Vコアと512ビット幅のRISC-Vベクトル拡張を搭載しており、汎用ワークロードで画期的なパフォーマンスを発揮するとは期待していませんが、これらのチップは、RISC-Vが新興アプリケーションにおいてArmとx86の両方に挑戦できることを示す好例であることは間違いありません。
まとめ
ArmのCPUアーキテクチャは世界で最も普及しているISAとなり、おそらくArc、MIPS、Power、x86など、他のすべてのアーキテクチャを合わせた販売台数を上回るでしょう。今日ではプロセッサはほぼあらゆる場所で使用されているため、Armアーキテクチャの成功は今後数年間でさらに拡大するでしょう。
しかし、Armには多くの課題が待ち受けている。まず、データセンターにおける自社の立ち位置を確立し、数十年にわたりサーバー市場を席巻してきたx86 ISAに挑戦する必要がある。次に、既存市場を維持し、オープンソースのロイヤリティフリー・アーキテクチャであるRISC-Vとの競争力を維持しなければならない。Nvidiaの支援の有無に関わらず、Armがこれらの課題をどれだけうまく乗り越えられるかは、今後数年間で決まるだろう。
アントン・シロフはTom's Hardwareの寄稿ライターです。過去数十年にわたり、CPUやGPUからスーパーコンピュータ、最新のプロセス技術や最新の製造ツールからハイテク業界のトレンドまで、あらゆる分野をカバーしてきました。
