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MWC低功耗移动处理器使用趋势

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Tegra 4将针对智能电话或平板电脑用途设计,推出所需的封装设计。NVIDIA
Tegra 4将针对智能电话或平板电脑用途设计,推出所需的封装设计。NVIDIA

移动处理器近年来发展神速,一方面是智能手机市场成长快速,另一方面是智能手机系统对于画面重绘的效能要求越来越高,不但考验智能手机的运算处理能力,同时又必须兼顾手机的长待机、低功耗应用需求,因此衍生一般常规处理器没有的低功耗设计,而在最近MWC 2013年的展出内容中,ST Ericsson、Samsung、NVIDIA、Qualcomm、Intel均有展出对应产品抢市...

其中,ST Ericsson在MWC即发表3.0GHz移动处理器,若以移动处理器的外部时脉检视,ST Ericsson NovaThor L8580外部时脉几乎要与常规处理器使用的时脉相当,透过外部时脉的大幅提昇,对于移动设备的整体运行效能也能有跳跃式的大幅改善!这与目前市场主流的移动处理器外频仍只有1.4~1.5GHz相较,等于已有倍数以上的成长。

NovaThor架构为高度整合之移动运算解决方案,外部时脉可直逼常规处理器。STMicroelectronics

NovaThor架构为高度整合之移动运算解决方案,外部时脉可直逼常规处理器。STMicroelectronics

big.LITTLE架构概念可兼具高效能应用与低功耗要求。IEEE

big.LITTLE架构概念可兼具高效能应用与低功耗要求。IEEE

Intel针对移动嵌入式应用开发的Atom产品线。Intel

Intel针对移动嵌入式应用开发的Atom产品线。Intel

Snapdragon移动运算平台,也将针对新一代Windows 8移动运算平台提供对应产品支持。Qualcomm

Snapdragon移动运算平台,也将针对新一代Windows 8移动运算平台提供对应产品支持。Qualcomm

ST Ericsson的NovaThor L8580平台 运作时脉直逼常规处理器
观察ST Ericsson的NovaThor L8580移动应用平台,是首款以STMicroelectronics的28nm FD-SOI制程技术开发整合之SoC芯片应用方案,在NovaThor L8580移动应用平台内整合了4个Cortex-A9应用核心,SoC一般运行状态CPU时脉为2.5GHz以上,针对高效能演算需求时,可以透过外频提昇至3.0GHz直接改善运算效能,以因应巨量数据演算所需的运算需求,同时搭配eQuad低功耗设计架构,甚至在低功耗运行模式下,SoC仅需0.6V外部电压即可维持基本服务运行,达到最大限度的节电应用设计。

NovaThor L8580移动应用平台除在外频可以媲美常规桌上型电脑处理器外,在绘图核心也做了进阶改善设计,在NovaThor L8580移动应用平台中整合了Imagination PowerVR SGX 544绘图核心,GPU的时脉在MWC 2013展示的设计方案中,为采用600MHz运行频率,而NovaThor L8580移动应用平台参考设计可因应移动设备前置镜头最高500万像素、后置镜头最高2000万像素的硬件设计方案,同时硬件架构足以因应1080p高品质动画、影片播放,设计平台同时纳入支持HD Voice、LTE通讯功能与热门的NFC应用功能等。

为了能更准确掌控移动平台的整体功耗节能表现,NovaThor L8580移动应用平台同时整合Bluetooth通讯、GNSS(GPS+GLONASS)、FM、Wireless LAN、Wi-Fi Direct等功能,等于光是整合平台已包办了移动应用装置的所有需求。在移动通讯支持方面,NovaThor L8580亦支持4G LTE(LTE-FDD/LTE-TDD/HSPA+/TD-SCDMA/GSM/EDGE...等无线通讯应用频段),在4G移动通讯支持下,无线数据接取速度最高可达150Mbps,而NovaThor L8580高度整合、高效率的SoC架构,为因应中端移动设备的整合应用需求而设计。

Samsung Exynos 5 Octa已有参考设计 最快2013年推出对应产品
而原本在稍早的CES 2013展出首款8核心移动处理器设计方案的Samsung,在MWC 2013则直接展出采用Exynos 5 Octa 8核心移动处理器应用方案的平板电脑产品,证明8核心的移动运算平台并非空谈,而是近期就会开始大量部署的设计应用方案。

Samsung Exynos 5 Octa平台使用的是Samsung 28nm整合制程,Exynos 5 Octa基本上也是以ARM的Cortex A15架构核心为基础,搭配新颖的big.LITTLE架构概念进行组构,所谓的big.LITTLE架构技术为利用两组4核心处理器进行搭配,分别是Cortex A15的1.8Hz时脉高效能处理器与Cortex A7的1.2GHz处理器进行整合。

Exynos 5 Octa平台可针对高效能运算需求,利用高效能核心因应处理,而在一般低功耗运算时,Cortex A7的1.2GHz的核心处理器运行功耗,仅Cortex A15处理器核心的25%,透过转用低功耗、低时脉的核心因应移动设备的基本运行要求,因此Exynos 5 Octa平台号称可以改善移动设备的高效能应用与低功耗高电池续航力的产品设计要求,Samsung号称新款Exynos 5 Octa平台的3D图像实时运算性能,将是目前移动设备主流产品的两倍提昇。

NVIDIA强调多款3D游戏原生支持 发挥Tegra 4绘图效能优势
对于也是采行ARM为基础的NVIDIA来说,在MWC 2013也展出Tegra 4解决方案,NVIDIA在MWC利用Tegra 4处理器展示移动设备的1080p视讯播放、游戏应用,若是实际利用效能评测软件进行评估,Tegra 4的效能提昇可以说是前代Tegra 3的3倍以上!检视MWC展出的Tegra 4设计方案,Tegra 4在运行1080p视讯播放时仅消耗约950mW,相较多数主流移动设备设计方案,运行相同的1080p视讯解码播放,大多仍须耗费1.2W的运行功耗,可见Tegra 4的节能架构的改善效用确实发挥。

若观察Tegra 3/4前后代产品的架构差异,会发现Tegra 4运用更新颖的ARM Cortex A15处理器架构进行效能改善,在NVIDIA宣称Tegra 4的图形处理性能大幅提昇,光是图像的处理重绘可以达到前代Tegra 3的6倍效能提昇,这对于利用平板移动设备进行游戏的用户,可以产生更逼真、细腻的游戏画面,而在Tegra 4还未推出对应产品前,NVIDIA也公布了Burn Zombie Burn!、Carie: Blood Mansion、Codex: The Warrior、Dead on Arrival 2、RU GOLF、Zombie Driver等6款针对Tegra 4架构最佳化的游戏设计,透过未来更多游戏的原生支持,加速Tegra 4产品的市场渗透速度。

而在最先进行Tegra 4架构最佳化的游戏中,已有多款设计针对Tegra 4移动运算平台的功能特点进行原生支持,例如由Neowiz开发的第三人称射击游戏Carie: Blood Mansion,就导入了Tegra 4处理架构的高分辨率物理材质、贴图特效,呈现光影、烟雾等效果,实时重绘的画面将比目前主流移动设备的游戏展演效果更为逼真!另外像Codex: The Warrior,其实设计有点像是iOS平台的Infinity Blade产品,这也是移动版游戏第一个导入Tegra 4处理架构实时HDR(High dynamic range)技术的第三人称游戏视角格斗游戏。

另针对Tegra 4处理架构超高效能提昇方面,N3V Games开发Dead on Arrival 2射击游戏,则以超高分辨率的3D建模处理游戏的角色与场景,同时导入针对Tegra 4处理架构最佳化的PhysX引擎,展示移动设备少见的大规格、高精细度的爆破、轰炸游戏特效。但NVIDIA的Tegra 4处理器与对应产品,最快也需等到2013年第四季才会推出市场。

Snapdragon 800强调高度整合通讯 满足主流产品应用需求
通讯芯片大厂Qualcomm则展出Snapdragon 800,有别于NVIDIA Tegra 4大幅宣传其游戏最佳化与效能大幅调校的展示内容,Snapdragon 800走更务实的策略,对外宣传其新一代Snapdragon 800移动运算平台解决方案不仅在无线通讯的功能整合更为优异,上市速度也会在2013年加速脚步。

Snapdragon 800的高度整合特性,除内建一组LTE调制解调器,甚至仅利用内建的图像处理单元,即可处理4K影音内容的编/解码,应用架构除让移动设备、智能手机等设计产品可以利用单一解决方案完成功能设计,节省料件成本外也可以改善维护、升级与开发产品的速度,2013年Qualcomm的4核心产品主力将以2.3GHz时脉为主,在性能与功能整合应用上也有跳跃性大幅升级表现。

Intel Atom移动处理器 加大移动应用整合力道
在2013年的MWC中,Intel也尝试以x86核心的Atom低功耗处理器抢攻移动应用市场。MWC 2013展场中,Intel展出3款Atom移动处理器,分别是Atom Z2580、Z2560、Z2520,三款Atom产品均为双核心搭配支持四执行绪之移动运算架构,采用32nm制程设计,而 Z2580运作时脉为2GHz、Z2560为1.6GHz、Z2520为1.2GHz,分别对应高/中/低端移动设备设计需求所设计。

新款Atom对应移动应用设计的Z系列处理器,不只提高了Atom本身的运作效能,同时透过Hyper-Threading Technology超执行绪技术方案,可让Atom处理平台在面对巨量数据运算处理时,透过内核的效能提昇与超执行绪的性能改进,改善采行Atom处理平台应用装置的网页浏览、Full HD视讯的解码播放应用需求,而采行Atom应用架构的Android移动设备产品在MWC展场也越来越多样,x86嵌入式处理器的Android终端装置后势表现不可小觑。

此外,Intel延续过往的平台发展策略,在移动处理器市场也不只选择Android平台,在MWC展场也展出了面向Windows 8平板电脑应用解决方案。在平板电脑设计产品上,Atom移动运算解决方案已可实践10小时的电池电力续航时间、与数周的联网待机时间,基本上Intel Atom的嵌入式移动处理器在效能与功耗的运行表现,与采行ARM架构的移动设备功能差距已越来越接近,甚至在平板电脑应用方面还有部分超越的性能表现。