La trajectoire d'Arm a changé de manière spectaculaire au milieu et à la fin des années 1990 alors que l'entreprise naviguait avec succès vers une période de percée significative sur le marché, largement propulsée par la croissance explosive de l'industrie des télécommunications mobiles. Pendant cette époque, la base d'abonnés mondiale pour les téléphones cellulaires est passée d'un segment relativement petit à des centaines de millions, transformant ces appareils d'outils professionnels en articles de consommation essentiels. La philosophie de conception intrinsèque de l'architecture ARM—priorisant la faible consommation d'énergie, l'efficacité élevée et un encombrement en silicium compact—la rendait exceptionnellement bien adaptée aux appareils fonctionnant sur batterie, lui conférant un avantage concurrentiel profond. Alors que les téléphones cellulaires passaient d'outils de communication de niche à des dispositifs de consommation de masse, les fabricants avaient un besoin urgent de processeurs capables de fournir des performances adéquates pour la communication vocale et les premiers services de données sans épuiser rapidement la durée de vie de la batterie, un facteur critique pour l'expérience utilisateur. Le cœur ARM7TDMI, introduit en 1994, est devenu une pierre angulaire de cette révolution. Ses caractéristiques clés, y compris l'ensemble d'instructions Thumb pour une densité de code améliorée, une interface de débogage (D), un multiplicateur rapide (M) et un ICE intégré (I) pour le débogage sur puce, le rendaient très attractif pour les applications mobiles sensibles au coût et aux contraintes d'énergie. Cette architecture a été largement adoptée dans ces premiers appareils mobiles, posant les bases de l'éventuelle quasi-ubiquité d'Arm dans le segment.
L'expansion du marché pendant cette période a été exponentielle. À l'échelle mondiale, les ventes de téléphones mobiles ont grimpé en flèche, avec des dizaines de millions d'unités expédiées chaque année au milieu des années 90, atteignant des centaines de millions au tournant du millénaire. Initialement reconnu pour son expertise dans les systèmes embarqués et les assistants numériques personnels (PDA) comme le Psion Series 3 ou les dispositifs fonctionnant sous Windows CE, l'architecture d'Arm a trouvé son véritable métier commercial sur le marché en plein essor des téléphones mobiles. Des entreprises comme Nokia (qui deviendrait le plus grand fabricant de téléphones au monde), Samsung et Ericsson, aux côtés d'autres acteurs majeurs de l'industrie cellulaire tels qu'Alcatel et Siemens, ont commencé à intégrer des processeurs ARM dans leurs appareils. Cette adoption généralisée n'était pas le fruit du hasard ; les analystes de l'industrie et les équipes d'ingénierie reconnaissaient universellement que l'architecture ARM offrait systématiquement le meilleur équilibre entre efficacité énergétique, performance et rapport coût-efficacité pour les contraintes exigeantes des appareils mobiles, surpassant souvent les architectures concurrentes comme MIPS ou les premières offres embarquées d'Intel selon ces critères spécifiques. La décision stratégique de ces géants de l'industrie de standardiser sur les cœurs ARM a créé un cycle vertueux, renforçant davantage la position d'Arm sur le marché et encourageant plus de développeurs et de fournisseurs de logiciels à investir dans l'écosystème ARM, menant à une gamme plus riche d'applications et d'outils de support.
Des innovations clés et des développements architecturaux ont soutenu cette croissance. Bien que la famille ARM7 se soit révélée très réussie, devenant un cheval de bataille dans des millions d'appareils, Arm ne s'est pas reposé sur ses lauriers. Les architectures suivantes, telles que les familles ARM9 (lancée en 1997) et ARM11 (lancée en 2002), ont introduit des améliorations de performance significatives. L'ARM9 est passé à un pipeline à cinq étapes et à une architecture Harvard avec des caches d'instructions et de données séparés, tandis que l'ARM11 présentait un pipeline à huit étapes, des extensions de traitement multimédia SIMD (ensemble d'instructions ARMv6) et une gestion avancée de l'énergie. Ces améliorations continues ont sans cesse repoussé les limites de ce qui était possible dans les contraintes de puissance et de surface des appareils mobiles. L'introduction de l'ensemble d'instructions Thumb au milieu des années 1990, qui offrait un encodage d'instructions 16 bits plus compact aux côtés de l'ensemble d'instructions ARM standard de 32 bits, a considérablement réduit la taille du code (souvent de 30 % ou plus). Cela a été un facteur critique pour les systèmes embarqués à mémoire contrainte et les téléphones mobiles, permettant non seulement d'économiser sur la mémoire coûteuse mais aussi d'améliorer l'efficacité du cache. Cette innovation à elle seule a fourni un avantage concurrentiel convaincant en optimisant l'utilisation de la mémoire et en améliorant l'efficacité globale du système. Le développement ultérieur de la technologie TrustZone, faisant partie de l'architecture ARMv6, a encore renforcé les fonctionnalités de sécurité en créant des environnements d'exécution sécurisés et non sécurisés, devenant de plus en plus vital à mesure que les appareils mobiles traitaient des données personnelles et financières plus sensibles.
Le leadership de Robin Saxby, qui a été PDG de 1991 à 2001, a été déterminant dans la mise à l'échelle de l'entreprise et le développement d'une présence mondiale. La vision stratégique de Saxby mettait l'accent sur l'expansion de l'écosystème d'Arm, comprenant que la valeur de l'architecture résidait non seulement dans le silicium mais aussi dans les logiciels et les outils qui l'entouraient. Il a activement encouragé une large gamme de développeurs de logiciels, de fournisseurs de systèmes d'exploitation (tels que Symbian, Microsoft Windows CE et plus tard les distributions Linux), et de fournisseurs d'outils (comme la suite de développement RealView d'ARM, Metrowerks CodeWarrior et les chaînes d'outils GNU) à soutenir l'architecture ARM. Cette approche écosystémique, couplée à un modèle de licence robuste et flexible qui offrait à la fois des frais de licence initiaux pour les conceptions de cœurs et des redevances par puce pour chaque unité fabriquée, a permis à Arm de faire croître considérablement ses sources de revenus. L'entreprise, initialement une coentreprise, est devenue publique en avril 1998, s'inscrivant à la fois à la Bourse de Londres (LSE : ARM) et au Nasdaq (NASDAQ : ARMHY), un mouvement qui a fourni un capital substantiel pour de nouvelles recherches et développements et a signalé son émergence en tant qu'acteur majeur sur la scène internationale. Cette introduction en bourse a également amélioré la transparence et la crédibilité d'Arm au sein de la communauté mondiale des semi-conducteurs, attirant davantage d'investissements et de talents. À la fin du mandat de Saxby, le nombre d'employés d'Arm était passé d'une petite startup à des centaines, et ses processeurs étaient expédiés dans des centaines de millions d'unités chaque année.
Le début des années 2000 a marqué une autre phase significative de croissance avec l'introduction de la famille de processeurs Cortex en 2004, une approche réarchitecturée et modulaire des cœurs ARM. Cette nouvelle génération est passée au-delà des conceptions de cœurs fixes à une propriété intellectuelle hautement synthétisable et configurable, permettant aux licenciés une plus grande flexibilité. La série Cortex-A, spécifiquement conçue pour des applications complexes à haute performance comme celles nécessitant des systèmes d'exploitation riches dans les smartphones et les tablettes, est devenue le standard de facto pour ces dispositifs, posant les bases de la révolution de l'informatique mobile. La série Cortex-M ciblait les microcontrôleurs et les applications profondément embarquées nécessitant une efficacité extrême et un faible coût, tandis que la série Cortex-R se concentrait sur les systèmes en temps réel critiques pour le contrôle embarqué de sécurité et haute performance. Cette approche modulaire a permis aux licenciés une plus grande flexibilité dans le choix et l'intégration de cœurs adaptés aux exigences spécifiques des applications, élargissant encore la portée d'Arm sur le marché à travers diverses catégories de produits, de l'automobile au contrôle industriel. L'adoption généralisée de ces architectures, en particulier dans les smartphones suite à l'introduction de l'iPhone en 2007 et à la montée subséquente d'Android, a propulsé Arm dans une position de domination sans précédent dans le paysage de l'informatique mobile, atteignant près de 90 % de part de marché dans ce secteur en plein essor d'ici la fin de la décennie.
Les partenariats stratégiques ont continué à jouer un rôle vital. La collaboration avec des entreprises comme Texas Instruments, Qualcomm, Samsung, NVIDIA et Apple elle-même, parmi tant d'autres, est devenue profondément ancrée dans la chaîne de valeur de la fabrication de dispositifs mobiles. Ces partenariats allaient au-delà de simples accords de licence ; ils impliquaient souvent une collaboration technique approfondie pour optimiser les cœurs ARM pour des conceptions de puces spécifiques, des processus de fabrication et des applications cibles. L'engagement d'Arm à rester un fournisseur de propriété intellectuelle neutre, en licenciant son architecture à des concurrents au sein du même marché, a favorisé un large écosystème qui a bénéficié à tous les participants. Cette neutralité était un pilier de son modèle commercial, permettant à de nombreuses entreprises d'innover sur une architecture commune et efficace sans craindre une concurrence directe d'Arm elle-même dans la fabrication de puces, un contraste frappant avec le modèle intégré verticalement d'entreprises comme Intel.
À la fin de cette période de percée, Arm s'était fermement établi non seulement comme un concepteur de processeurs mais comme un fournisseur de technologie fondamental pour la majorité des dispositifs électroniques portables dans le monde. Son architecture était intégrée dans des milliards de puces chaque année, allant des téléphones à fonctionnalités de base et des smartphones avancés aux appareils photo numériques, dispositifs de jeu portables, systèmes d'infodivertissement automobile et une gamme croissante de systèmes de contrôle embarqués dans l'électronique industrielle et grand public. L'entreprise avait réussi à passer d'une startup innovante à un acteur de marché mondial significatif, influençant la conception et le développement de l'électronique grand public à l'échelle mondiale. Cette domination dans l'informatique mobile et embarquée, caractérisée par sa propriété intellectuelle innovante, ses licences stratégiques et son écosystème robuste, a préparé le terrain pour des efforts ultérieurs visant à s'étendre dans de nouveaux segments informatiques plus exigeants et à s'adapter à un paysage technologique en constante évolution.