ARM: ve stínu, ale stále silnější

Obchodní model ARM

Licencování architektury ARM ovšem není až tak volné, jak by se na první pohled mohlo zdát. Případný zájemce o adoptování architektury ARM do svých zařízení nesmí měnit architekturu nebo ji modifikovat, ale ARM nabízí možnosti, jak implementaci realizovat. Někteří výrobci jako Samsung se například rozhodli implementovat kombinaci jader ARM Cortex A7 a ARM Cortex A15 pro své SoC. ARM poskytuje licencovaným zákazníkům podporu a pomoc v tom, jak implementovat licencovaný design. Zákazníci ale mají dostatek prostorou pro vytvoření svého vlastního řešení na míru příslušnému zařízení s jeho nároky na spotřebu a výkon a další provozní vlastnosti.
ARM ale myslí i na méně schopné výrobce zařízení, než je například Samsung, a poskytuje tzv. POP (Procesor Optimization Pack), což znamená, že pro vás ARM navrhne design celého procesoru a vy ho následně můžete zadat výrobci bez nutnosti svého vlastního implementačního týmu. Samozřejmě ARM bude garantovat nějaký výkon a spotřebu, ale zázraky se asi konat nebudou.

Samsung nebo Apple si ARM implementovali na vlastí pěst a jejich řešení také disponuje podstatně lepší výkonem ku pracovní frekvenci, než jak je tomu u jiných zařízení. Menší výrobci tabletů a mobilů ovšem nemají zdaleka stejné možnosti jako Apple nebo Samsung, kteří produkují milióny přístrojů. Tuto službu nabízí ARM pro různé druhy kombinací procesorů (Cortex Ax) a výrobců (TSMC, Global Foundries atd.). Pokud se rozhodnete produkovat zařízení postavené na ARM Cortex A12, nabídne vám ARM možnost využití 28nm výrobního procesu u TSMC .

Pokud máte jasno a chcete si jet po vlastní ose, nezbývá nic jiného, než si zvolit licenci architektury (ARMv7, ARMv8 atd.) a implementovat ji dle svých vlastních potřeb. Podobným způsobem postupuje Qualcomm se svým Kraitem nebo Apple se svým Swiftem. Podobná strategie ovšem stojí desítky miliónů dolarů ve vývoji jednotlivých platforem, a to si skutečně mohou dovolit jenom některé společnosti.

Zmiňované procesory jsou ISA kompatibilní s ARM Cortex A15, ale v implementaci ISA si šly svou vlastní cestou. ARM poskytuje k licencím také sadu testů, které musí vývojář zohlednit, aby byl kompatibilní s ARM ISA. Poskytovatel architektury (ARM) je v tomto případě pouze poradce, ale design procesoru potažmo celého SoC leží na bedrech vlastníka licence. Pokud bychom mluvili v řeči čísel, ARM v současnosti poskytuje okolo 1 000 licencí zhruba 320 partnerům z různých odvětví. Z těchto 320 společností má ovšem pouze 15 licenci na architekturu (Apple, Samsung, Qualcomm atd.).

ARM vydělává peníze jinak než ostatní

Velký rozdíl je v případě ARM také to, jak společnost vydělává peníze. Běžný výrobce čipů vydělá peníze pouze tím, že prodá své produkty jejich integrátorům, což jsou např. výrobci grafických karet nebo různých SoC. Příjmy ARM se skládají pouze z licencování architektur nebo služeb, které vedou k výrobě k čipu. ARM samotný nic fyzicky nevyrábí, tak jako je tomu u Nvidie nebo AMD, které naopak své architektury nelicencují.

ARM získává peníze od společností dvěma různými způsoby. Prvním cestou je počáteční poplatek, který je odvislý od toho, jak komplexní design si hodláte zaplatit. Pokud se jedná o některou ze starších inkarnací architektury (např. ARM 11), tak její licencování bude podstatně levnější než například u novějších jader ARM Cortex Ax. Pokud byste rádi věděli, kolik, že takový poplatek může být, pak vězte, že se jedná jednotky miliónů dolarů (typicky 1-10 mil. podle komplexnosti).

Pokud zaplatíte vstupní poplatek, tak ještě nemůžete začít počítat vlastní zisky z prodeje, neboť vás čekají ještě platby za každý vyrobený čip. Typicky je tento poplatek mezi jedním a dvěma procenty z prodejní ceny čipu. Výpočet je celkem jednoduchý v případě firem, které si nechávají čipy dělat u externích výrobců jako TSMC, kde základem pro výpočet je cena čipu, za kterou si společnost od výrobce čip koupí.

Těžší je to v případě, kdy si licencovaný zákazník vyrábí čipy pod vlastní střechou, takže zde musí být základ určen uměle od předpokladu jaká by byla cena toho čipu na trhu. Zřejmě takto vytvořený základ pro výpočet poplatku bude muset být odsouhlasen oběma smluvními stranami. Podobný model platí třeba pro Samsung nebo Apple. Každopádně se typicky jedná spíše o poplatky v jednotkách až desítkách centů, což přepočtu znamená několik korun. Pokud vezmeme v úvahu, že se zařízení s ARM architekturami prodává ročně mnoho desítek miliónů, pak tento malý poplatek znamená pro ARM poměrně zásadní příjem.

Podle všech informací mohou obě strany o konkrétních podmínkách vyjednávat, takže není vyloučeno, že velcí hráči na trhu budou mít podstatně lepší podmínky než malí výrobci. Zajímavostí je, že se v případě ARM platí vždy a pouze za typ a počet integrovaných jader CPU a GPU a nikoli za sběrnice nebo další hardwarové součásti.

Velikosti poplatků se liší pro jednotlivé typy CPU jader a také GPU, které jsou levnější než v případě CPU. Jednotlivé integrované součásti se počítají zvlášť, takže potenciální zákazník zaplatí za počet integrovaných CPU jader (pokud jsou různého typu, pak se jedná o různé poplatky), a případně počet integrovaný GPU jader (např. ARM Mali).

Aby toho nebylo málo, tak v případě, že si zákazník u ARM objedná také POP, což znamená, že mu ARM navrhne design čipu, tak tento poplatek platí továrna, respektive výrobce čipu, a je odvislý od waferu, na kterém se jednotlivá jádra nacházejí. Pokud si stále pohráváte s myšlenkou (čistě hypoteticky), že byste rádi dostali na trh své zařízení, pak si ještě musíme říci, že typické vyjednávání kontraktu obou smluvních stran, tedy ARM a případného zákazníka, trvá zhruba půl roku. Další 3-4 roky pak trvá, než společnost začne mít první tržby za prodej svého konečného produktu. Je to tedy běh na poměrně dlouhou trať a dobře tak lze vysledovat, že vývoj zařízení v lepším případě u špičkových firem, jako je Samsung nebo Apple, trvá minimálně 2 roky, a to ještě v případě, že už mají podepsán kontrakt s ARM.
ARM se chlubí 320 obchodními partnery, kde nejméně polovina z nich platí poplatky za prodej svých zařízení založených na ARM. Zbytek z toho počtu je nyní ve fázi mezi poskytnutím licence ze strany ARM a finálními produkty. Podle zdrojů ARM je ve hře každý rok 30-40 nových zákazníků, což představuje pro společnost dostatečný prostor k růstu. Jako reklama na ARM může působit fakt, že 80% firem, které s ARM podepíší kontrakt, následně dokončí finální produkt pro trh.

Poplatky za každý prodaný čip s licencovanou architekturou ARM tvoří podle společnosti 50% příjmů, startovací poplatky za licence pak tvoří zhruba 33% příjmů. Zbytek pak připadá na technickou podporu a případně softwarové nástroje. ARM ale není nijak velkou firmou ve srovnání se samotnými výrobci koncových zařízení nebo čipů. Obrat za rok 2012 činil 913 mil. Dolarů (asi 18 mld. Korun). Podle všeho ARM pracuje s operační marží asi 45%, což není vůbec špatné, respektive je to opravdu excelentní výsledek daný unikátním obchodním modelem.