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USB 3.0与三经合流新时代

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钰创科技 SIP事业中心协同总经理 徐世民
钰创科技 SIP事业中心协同总经理 徐世民

钰创科技1991年成立于台湾新竹科学园区,为世界级消费型电子动态内存(Consumer Electronic DRAM)及裸晶内存(Known Good-Die Memory)领导厂商,目前已跻身为全球排名第9的DRAM供应商,并且为前10大DRAM供应商中,唯一以Fabless模式服务客户的公司。

钰创科技SIP事业中心徐世民协理,以「USB 3.0与三经合流新时代」为主题,讲解如何在体遥控?操作、影像?语音识别等新兴应用的年代,藉由超高带宽的内存芯片、高速运算的逻辑芯片、高分辨率视讯芯片三位一体,建构眼睛、神经、脑筋三经合流的数码操控新时代。

伴随语音?影像识别与操作互动的体感应用

徐协理指出,在今年(2011年)CES展大放异彩的Microsoft Kinect体感游乐器套件,它结合动作侦测、脸部识别、骨架追踪与语音识别技术等功能于一体,可搭配在Xbox 360游乐器上,玩家不需要任何操作装置,只要对着Kinect机器的镜头进行肢体摆动,以及声音的控制,Kinect凭藉高解析镜头录制的影像,搭配强大的影像运算能力加以分析,就能判读操控者的操作手势、体态,进一步由游戏画面呈现出来。

另外也有厂商设计出类似Kinect体感装置,可附加于电脑显示器上面的摄影机模块,搭配体姿?手势与脸部识别软件,来作为新一代线上遥控、娱乐、购物的人机界面。像是来过商场的顾客经过这个摄影机时,电脑屏幕会出现一个欢迎画面,对客户说Hello等,都是脸部识别+体感所建构的虚拟实境应用情境。

此外,电视已经是家庭的信息?娱乐中心,不仅游戏机接上电视,就连厂商也逐渐强化电视连接网络的能力,以致于有智能电视(Smart TV)、联网电视(Connected TV),可藉由有线或无线的方式连接网际网络,提供HD、Full HD高画质视讯。而自从阿凡达(Avatar)引爆全球3D立体视觉效果风潮后,电视机也开始强调加入3D影像显示效果,这些都使得现今电视需要更强大的运算效能,以及更庞大的数据流量。

移动通讯装置部分,也逐渐导入高分辨率显示器甚至3D影像特效。例如苹果推出的iPad 2平板电脑,就内建1GHz双核心A5处理器搭配强悍的图形芯片,加上720p HD后置摄影与VGA前置摄影镜头,提供高品质摄影图像与流畅的视讯会议。而任天堂3DS,就是一个可以裸眼观赏游戏3D特效的掌上型游乐器。

眼睛、神经、脑筋三经合流

徐协理认为未来新产品应用的关键,在于:1.连接网际网络,查找视讯、音乐、娱乐与游戏,以及社交网络。2.更直觉友善的使用界面,像是导入肢体?手势或体感控制的技术。3.满足720x480 HD或1,920x1,080 Full HD高画质视讯音效,以及搭配3D眼镜或裸视3D的立体景深显示效果。由于这些应用都会衍生出更大的视讯、数据实时运算需求,以及庞大的数据流,我们需要更强而有力的处理器、高效能低功耗的内存,高品质高精准度的影像输入装置,足够的带宽以支持庞大的数据流,才能达到以上这3大面向的新兴应用。

钰创科技开发产品的理念,就是针对眼睛、神经、脑筋3个感官神经,所谓三经合流的操控时代潮流,推出应用于这3大感官神经领域的应用产品。主要分为3大类别-1.系统芯片:有USB 3.0主控芯片,以及Web Camera Controller网络视讯摄影机控制芯片。2.内存芯片(DRAM):有裸晶内存颗粒(Known Good-Die Memory;KGDM)、宽频DDR内存颗粒、持久性内存(Enduring SDRAM)、LP & Handheld DRAM(低功耗手持装置内存)、Mobile DRAM等。3.静态内存(SRAM):虚拟静态内存(Pseudo SRAM)、超低功耗静态内存(Ultra-LP SRAM)等。

钰创也提供SRAM与DRAM,透过SIP、MCM等裸晶多重构装,与客户的芯片整合在一起,要整合到客户芯片的SRAM或DRAM首重生产良率,良率不高的客户一旦生产出货,即使只是内存芯片挂掉,很可能整个SIP或MCM的芯片都不能用,这对客户的后续维修以及市场信誉会有很大的影响,因此钰创科技在生产SRAM与DRAM这边的良率都控制在极佳的范围,才能满足客户特制化、弹性化且高良率的高带宽、低耗能缓存?内存存储器需求。

高带宽USB 3.0主控芯片

徐协理以英特尔(Intel)上一代Core酷睿处理器平台架构图为例,来解释为何需要USB 3.0主控芯片。Intel P67平台是由CPU内建存储器控制器整合弹性化配置的PCIe v2.0 x16汇流排控制器,CPU藉由DMI汇流排(2.5MT/s,10GB/s)与南桥周边芯片连接,而南桥周边芯片规格上设计了最多达14组USB 2.0连接埠、2组SATA3以及PCIe 2.0 x8,我们发现整个系统搭接外接周边装置时,全被南桥周边芯片的USB 2.0 480Mbps带宽卡死。

如果在南桥周边芯片这端附加1颗USB 3.0主控芯片,把对外连接周边装置的传输速率从480Mbps提升到5Gbps,整个系统卡在南桥周边芯片USB 2.0端的瓶颈就得以消除。

徐协理认为,USB 3.0规格除了提供较USB 2.0快上10倍速度的传输效能之外,同时USB 3.0可以提供高达900mA(毫安培)电流量,如果搭配BC v1.2规格,还可提升到1.5A安培,远大于USB 2.0所提供的500mA(毫安培)。假使手机插上一般USB 2.0充电需1.9小时,则手机插上USB 3.0界面充电仅需花费1小时。

钰创科技研发的EJ168 USB 3.0主控芯片,主要功能是在搭配支持PCI Express 2.0的5Gbps汇流排规格的基础下,提供USB 3.0 v1.0连外界面埠规格,提供2个USB 3.0下载型态连接埠并支持所有传输型态,同时也支持SPI与I2C两种汇流排的ROM唯读内存界面。符合由英特尔所提出的eXtensible Host Controller Interface(XHCI)可扩展主控制器界面 1.0规范。相对于其他业者仅支持到XHCI v0.96,符合XHCI v1.0规范的主控芯片,可直接套用Windows 7在Intel或AMD原生USB 3.0平台的驱动程序,也是钰创领先其他业者之处。

徐协理强调,由于EJ168芯片采0.13微米制程技术,除了具备BOM表成本优势之外,纯硬件加上协同多工架构(Concurrent)的设计,加上研发团队从硬件到软件都拥有自主的智财(IP),整体功耗可降低42.12%。在效能实测上,对比竞争对手同级产品的效能,在USB 3.0模式下读取效能快了26.13%,写入效能快了39.85%;若连接旧有USB 2.0装置进入兼容模式,读取效能也快了29.34%,写入效能则快了38.76%。

EJ168主控芯片在2010年7月通过视窗硬件实验室(WHQL)认证,同时也在该年信息月拿到最佳电脑信息奖项,是该年唯一以主控芯片得奖的产品。目前几个全球板卡大厂,包含技嘉、华擎、精英等,都使用钰创的USB 3.0主控芯片。

普及USB 3.0广泛应用 建构三经合流新境界

徐协理指出,钰创科技所研发的EJ168 USB 3.0主控芯片,可应用于主机板、笔记本电脑、PCIe附加界面卡、Express Card、NAS网络存储装置、TV、显示器、平板电脑与移动设备,为这些装置建构一个驱动10倍速USB 2.0带宽的神经网络,在全双工运作模式下,对外连接的带宽打通到5Gbps,以驱动往后陆续出现的USB 3.0硬盘、SSD、视讯摄影机、U盘等周边装置。

搭配钰创开发的网络摄影机处理芯片、高带宽低功耗缓存等组件,即可以内存、逻辑芯片、视讯芯片三位一体,建构出结合眼睛、神经、脑筋三经合流的数码操控新时代。

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