Den osannolika historien om Acorn

Himlen har skiftat till en nyans av pastellrosa som går mot gråblått där du går längs kajen på vägen hem. Du går oftast den här vägen, då den bjuder på en luftig och fri känsla efter arbetsdagen på kontoret. Isen har börjat lägga sig på fjärden och din kropp är fullt upptagen med att arbeta upp värmen. Men du känner hur du börjar bli irriterad inombords. Trots att vyn är rogivande och luften härligt frisk, ökar du på takten för att komma hem så snart som möjligt. ”Underklädd igen, när jag ska lära mig?”

Inom dig har du redan börjat blicka framåt mot en avkopplande kväll i soffan med den sparade teriyakigrytan. Du famlar efter mobiltelefonen och tittar på vad som finns att streamas och passar samtidigt på att kolla vädret. Håller det här i sig till imorgon?

Mobiltelefonen, ja. Plötsligt slår det dig. Hur kan den vara så snabb och sval i handen, och hur gick vi från surrande laptopfläktar till det här? Hur kan den ha ett batteri som räcker i åtta timmar trots att det inte kan vara mycket större än ett kreditkort?

En del av svaret på den gåtan leder till en plats man kanske inte väntar sig. För att förstå magin i handen måste vi flytta oss tillbaka till 1983 och Cambridge, England. Det är en värld långt ifrån Silicon Valleys solbrända glamour. Här finns inga skyskrapor, bara fuktiga tegelväggar och pubar som serverar ljummen öl. Företaget som skulle komma att få sin arkitektur in i hundratals miljarder chip började sitt självständiga liv med tolv människor i en gammal kalkonlada.

Det här är berättelsen om hur ett litet brittiskt team, kända för att ha satt en dator i varje brittisk skola men nu pressade av hemdatorns hårda rivalitet, i ren desperation råkade rita om kartan för framtiden. Kartan som vi än idag är i färd med att veckla ut.

Kungarna på skolgården

Om du klev in i ett brittiskt klassrum i början av åttiotalet möttes du troligtvis av ett dämpat, elektroniskt pipande i det digitala samtalet mellan dator och användare. Det var ljudet av en hel generation som lärde sig koda på en BBC Micro, eller i folkmun en ”beeb”. Acorn Computers var vid den här tiden ”Storbritanniens Apple” och bars fram av gedigen ingenjörskonst och ett statligt uppdrag att digitalisera ungdomen av rädsla att man skulle hamna på efterkälken i datorrevolutionen. De var kungar på skolgården och pengarna strömmade in. Men i styrelserummet i Cambridge började man ana att festen snart skulle ta slut.

Redan två år efter lanseringen av framgångssagan BBC Micro år 1981, insåg man att CPU-chippet MOS 6502 och tillika maskinens hjärta visserligen hade varit snabbt för sin tid, men på grund av den än snabbare utvecklingen bland hemdatorerna, inte längre höll för Acorns behov. Ja, faktum är att arkitekturen redan hade pressats till sitt yttersta. För att komma vidare, behövde man helt enkelt en helt ny processor.

Teamet vände blicken västerut, mot de amerikanska jättarna Intel och Motorola. Men vad de såg fick dem att rynka på näsan av avsmak snarare än att tappa hakan av beundran. De amerikanska chippen var visserligen kraftfulla, det var inte problemet! Det var snarare att de hade svårigheter att ge verkligt snabba svarstider eftersom det tog tid att köra de komplexa instruktionerna och hade långsamt minne. För en ingenjör på Acorn, uppfostrad med elegans och effektivitet som ledstjärnor, framstod denna aritektur därför som ett misslyckande. Detta var inte bara ett problem på ett estetiskt eller känslomässigt plan, utan ledde rent praktiskt till en hög fördröjning från att de tog emot indata från användaren, till att de skickade ut resultat. Och Acorn-ingenjörerna var besatta av låg s.k. ”interrupt latency”, tiden det tar för ett chip att reagera på indata. BBC Micro var briljant på detta, något som gjorde dessa så väl lämpade till labbmiljöer och utbildning. Det här var inget arv som Acorn ville släppa på.

”Måste det verkligen vara så här krångligt?” var frågan som snart började eka i korridorerna.

Det är här, i glappet mellan vad marknaden erbjöd och vad perfektionismen krävde, som vi hittar Sophie Wilson och Steve Furber.

Sophie, med ett extremt skarpt sinne som såg mönster där andra såg kaos, vandrade genom Acorns lokaler med problemen som gnagde i bakhuvudet. Bredvid henne fanns Steve Furber. Vi kan kalla honom för en hårdvarutrollkarl. De var unga, de var briljanta och de var, precis som resten av Acorn, drabbade av en specifik sorts brittisk arrogans: tron på att om ingen annan har gjort det bra nog, då får vi väl för helvete göra det själva.

Vi gör det själva!

Acorn ville inte bara vara det statssponsrade företaget på skolgården utan på riktigt bli en utmanare i företagsmiljöerna. De ville utmana Goliat. De ville utmana IBM.

Att bygga en helt egen CPU (Central Processing Unit) ansågs dock vara självmord för ett litet bolag. Det krävdes normalt hundratals ingenjörer och miljoner i budget.

Med huvuden i djupa veck reste Sophie och Steve till Arizona för att besöka Western Design Center. Företaget drevs av Bill Mensch, en av konstruktörerna bakom den ursprungliga 6502:an. Han arbetade nu med dess efterföljare. De hade kanske väntat sig en halvledarindustri i miniatyr, men i stället fann de några erfarna ingenjörer och studenter i anspråkslösa bungalower.

Om de kunde konstruera processorer här… Varför skulle inte Acorn kunna göra det i Cambridge?

Sophie Wilson har senare sagt att de reste därifrån övertygade om just det, och det skulle bli en av två vändpunkter.

Paret läste nämligen samtidigt akademiska uppsatser om ett nytt sätt att designa CPU:er på, nämligen med en ny teknik som kallades för RISC (Reduced Instruction Set Computer). Idén var nästan provocerande enkel: Sluta försöka göra varje enskild instruktion allt smartare. Gör i stället processorn enkel, låt instruktionerna flöda snabbt genom den och bygg de komplicerade operationerna av flera enkla steg.

Tanken var att om den blev så mycket snabbare, kunde den med fler och enklare kommandon instrueras att göra samma saker, men fortfarande med en bibehållen prestandavinst. En chansning!

Sophie och Steve insåg relativt snart att kombinationen var högintressant. En särskilt enkel processor verkar kunna designas av ett mindre team. Kunde detta vara vägen framåt, kunde det skalas upp till något stort?

Penna, papper och genialitet

Sophie började snart designa instruktionsuppsättningen, kommandona som processorn förstår, i huvudet och på papper. Detta antal kommandon var långt mycket färre än i en motsvarande Intel-processor. Hon ville ha elegans, enkelhet. Själen i processorn skulle visa sig spegla själen hos Acorn själva, som hela tiden funnits där.

Steve fångade under tiden mikroarkitekturen i en referensmodell på bara 808 rader BBC BASIC, på… ja, just det; en BBC Micro. Det hela blev ett sorts ”skunkworks”-projekt. Det var ingen byråkrati, bara ren ingenjörskonst och en vilja att göra något bättre än Intel.

Sakta men säkert började processorn materialiseras: ARM1.

Pressen att lyckas var överhängande. Under tiden man febrilt arbetade, hade Acorn enorma problem att producera tillräckligt många dåtida Acorn Electron-datorer inför julen 1983, och byggde därför massivt upp kapacitet och lager. Men när produktionen kom ikapp år 1984, hade efterfrågan försvagats betänkligt! Italienska Olivetti gick då in med kapital för att rädda dem för stunden och köpte 49,3% av bolaget för £23 miljoner, och i samma veva det viktiga ARM-projektet.

First time right

26 april 1985. Det första kislet kommer tillbaka från fabriken och spänningen är total. När Acorn testade prototypen, kopplade de in den men glömde koppla in strömkabeln till själva processorn. Den fungerade ändå. Prototypen var så energieffektiv att den drevs av den lilla läckström som kom från själva datakablarna. Detta misstag avslöjade ARM:s superkraft: vidunderlig energieffektivitet tack vare dess relativa enkelhet. Något som 25 år senare skulle visa sig bli väldigt viktigt för mobilrevolutionen, men som här inte ens var påtänkt.

En historia som senare kommit att berättas gör gällande att maskinen i sitt första utförande triumferande skrev "Hello World, I am ARM". Sophie har själv skrattande avfärdat det som en skröna. Verkligheten var något mindre teatralisk, som den ju ofta är. Vad gör en dator allra bäst? Jo, räknar såklart. Så man hade bett den att räkna, och den räknade ut π.

År 1987 släpper Acorn så deras första RISC-baserade hemdator: Acorn Archimedes. Den var betydligt snabbare än BBC Micro och CPU:n var ungefär sju gånger snabbare än dåtida konkurrenter som Commodore Amiga eller Atari ST.

År 1990 knoppas Advanced RISC Machines (ARM) av från Acorn; ett samriskföretag mellan kretstillverkaren VLSI, Acorn, och… Apple. Apple ville på den tiden ha ett chip till deras Newton-handdator, en enhet som senare skulle floppa och möjligtvis var före sin tid. Ironiskt nog skulle Apple långt senare återvända till idén om en viss handhållen dator med stor skärm. Steve Jobs har berättat att Apples multitouch-tablet, iPad, faktiskt utvecklades före iPhone, men att han senare insåg att den först borde bli en telefon.

Ödets ironi

Acorns datorer försvann så småningom, men sidoprojektet ARM knoppades alltså av. Idag licensierar ARM sin design till Apple, Samsung, Qualcomm m.fl. Det fanns över 350 miljarder Arm-chip i världen våren 2026. Om du håller i en iPhone eller Android-mobil, det spelar ingen roll vilken, så drivs den av ett Arm-baserat chip. Eller okej, inte exakt alla. Arm uppger över 99%. Apple annonserade en övergång från Intel till Arm-arkitektur för deras stationära och laptops år 2020, och PC-datorer har strax därefter också påbörjat denna resa.

Arm bygger inte själva de flesta av dessa chip. Företaget licensierar arkitekturen, färdiga processorkärnor och annan IP. Med andra ord äger Arm ritningarna för hur de tänker och kan sälja dem om och om igen. Apple licensierar exempelvis Arm-arkitekturen men konstruerar sina egna CPU:er, och andra tillverkare kan licensiera färdiga kärnor.

Acorn misslyckades med att bli en stor datortillverkare, något de ursprungligen hade hoppats på. I stället skulle de skapa något märkligare: ett effektivt språk som världens datorer skulle tala. Det kunde ske då lösningen ibland inte är att lägga till mer, utan att ta bort allt som inte är absolut nödvändigt. Att förenkla jobbet för en dator på dess lägsta nivå. Det var den idén som kom till Sophie och Steve år 1983, och som fortfarande driver vår mobildigitala värld.

Men, varför Acorn?

Enligt Arms egen historiebeskrivning, valdes namnet ”Acorn” åtminstone delvis för att alfabetiskt hamna innan Apple i telefonkatalogen!