加速嵌入式市场变革的APU、HSA技术

美商超微（AMD）半导体全球嵌入式解决方案事业部副总裁暨总经理Scott Aylor

美商超微半导体 (AMD) 领先推出结合传统x86 处理器与绘图处理器于一体的APU芯片，并以桌机╱笔记本电脑等领先技术导入嵌入式产品，与推动OpenCL异质平行运算的相关应用。AMD也致力于与上游处理器业者，建构HSA异质性运算架构产业联盟与生态链，加速嵌入式系统的应用新猷并带动市场的变革。

挟丰沛技术及产业经验 瞄准嵌入式市场全面启动

美商超微半导体全球嵌入式解决方案事业部 (AMD Embedded Solutions) 副总裁暨总经理Scott Aylor，就AMD嵌入事业群组织架构、市场状况、AMD的嵌入式策略与相关解决方案做阐述。目前AMD由Lisa Su博士担任全球业务单位资深副总暨总经理并由五位副总分别带领图形事业部(Graphics Business)、用户端事业部(Client Business)、半导体定制化事业部(Semi-Custom Business)、嵌入式事业部(Embedded Business)与服务器事业部(Server Business)五大事业部门。经过2012年Q3到2013年Q1的组织重整计划，AMD嵌入式事业部顺利在2013年Q3站稳山头、加速执行原有产品蓝图，达成2013全年度财报目标。

AMD嵌入式解决方案事业部并在2014年以转型求赢的发展策略，建构领先业界的低功耗、x86和ARM架构服务器，与绘图卡产品的硬件电路IP，将既有40？50%业务转型至近年来呈现高成长率的低功耗终端、嵌入式产品、定制化半导体、专业绘图卡与高密度服务器等市场领域。AMD嵌入式事业群累积超过20年各个嵌入式领域应用方案的丰富经验，提供更长的供货期、更低功耗、更宽广的技术支持外，同时提升可靠度，以兼具低功耗、高效能优势且更多元弹性化的嵌入式应用满足市场和客户需求。

迈向运算新纪元

Scott Aylor指出，图形加速启发了视觉与交互式运算体验，从触控式屏幕到剧场级3D显示等惊艳技术，至今已普及到每位PC用户，整个历程花费了约20年之久。时至今日，各式影像运算技术已随着科技的脚步，无形地遁入日常生活之中、时时刻刻围绕在消费者身边，将消费者带入更便利、快速的运算新纪元。

据Juniper市调机构预估，到2017年全球将会有5亿部机联网(M2M)与嵌入式装置；监于全球市场发展需求，AMD嵌入式解决方案事业部也将聚焦于智能终端、智能用户端装置、智能服务器、智能云端运算、即插即用的IP智财电路，以及崭新的处理器架构。据2013年5月IDC针对M2M、IoT从2006？2016年市调预估指出，传统嵌入式装置数量己从2006年31.11亿部成长到2013年56.7亿部，预估至2016年将会达到70.63亿部；而智能装置的出货量也从2006年2.839亿部，在2013年成长至17.38亿部，追平手机2013年出货量的17.56亿只，而智能装置出货量更预估会在2016年成长至25.94亿部。

依VDC调研机构2012年对嵌入式市场调研观察，预料在2016年总值155亿美元的嵌入式市场，x86与ARM架构处理器将占82%。若分析嵌入式处理器在各种应用领域的市占率与复合成长率(CAGR)，网通产品占13.3%、CAGR 6.8%，工业用平板占7.4%、CAGR 8.1%、消费性电子产品占6%、CAGR 8%，工控应用产品占4.3%、CAGR 5.8%，零售自动化设备占3.4%、CAGR 9.9%，储存装置占3%、CAGR 6.8%，游戏机占2.6%、CAGR 11.4%，数码看板占1.9%、CAGR 14.2%，医疗电子占1.6%、CAGR 12.9%，精简型电脑占1.1%、CAGR 7.2%。

Scott Aylor更进一步说明AMD嵌入式产品与技术策略，在于开发创新的嵌入式平台，致力于领先产业的系统解决方案。AMD在视觉嵌入式平台具备无与伦比的技术领先地位，追求最低成本、最低功耗下的效能领先，是业界唯一提供ARM与x86架构的嵌入式产品组合的处理器供应商，同时引领整个产业界进入异质运算架构 (Heterogeneous System Architecture；HSA) 的典范转移。

嵌入式技术解决方案与蓝图擘画

Scott Aylor指出，AMD嵌入式产品技术解决方案将瞄准工业控制与自动化 (Industrial Control & Automation)、嵌入式游戏机 (Embedded Gaming)、精简型电脑 (Thin Client)、数码看板 (Digital Signage) 与网通基础设备(Communications Infrastructure) 等市场。在独立显示卡╱芯片部份， 超微于2013年推出512MB GDDR5容量的AMD Radeon E6460及E6760 绘图芯片，预计于2014年推出代号Adelaar (老鹰) 的下一代绘图核心，具备72GB/s超高存储器传输速率、2GB的GDDR5绘图存储器设计。

针对低功耗区块，2013年AMD推出Embedded G系列APU，内建等同于RadeonHD8000的绘图核心与二到四核Jaguar 处理器核心架构，设计功率6？25W；2014年将推出代号Steppe Eagle (草原雄鹰) 的APU，采取二至四核的增强型Jaguar 处理器核心，Sea Islands等级的绘图核心，设计功率5？25W。

而高效能区块 (High-performance)，2013年AMD则推出Embedded R系列APU与处理器芯片，采二至四核Piledriver 处理器核心架构，前者并结合AMD Radeon HD 7000系列绘图核心，设计功率为17~35W。并在2014年先推出代号Bald Eagle (白头鹰) 的APU/CPU芯片，采二至四核Steamroller 处理器核心架构，APU则整合Sea Islands 绘图核心，设计功率维持17~35W；随后将推出首度结合四至八核的64位元ARM Corte-A57处理器核心架构、代号Hierofalcon (猎鹰) 的处理器单芯片，此产品并整合10 Gigabit以太网络控制器，设计功率15？30W。

AMD针对工控自动化、储存装置、游戏机、数码看板、零售装置与HMI人机界面等高效能市场，推出Embedded R系列X86 APU；针对网络储存装置、网安装置与统合型路由器等网通设备，推出Embedded R系列ARM SOC；针对精简型电脑、汽车娱乐设备、POS、STB/IP TV机顶盒╱网络电视盒等低功耗市场，推出Embedded G系列X86 SOC。而保全、监控、医学影像、国防航太等高效能绘图╱多媒体应用市场，则有AMD Embedded Radeon绘图芯片可供应用。

在嵌入式软件部份，操作系统有Windows、Windows Embedded、Linux、RTOS和Android的支持，虚拟化平台软件(Virtualization)部份则有VMWare、Citrix、Windriver、KVM、XEN等；效能函式界面则提供Direct X、OpenGL、OpenCL、DirectCompute、C++ AMP与各种Multimedia编╱解码器；技术部份则提供HSA异质性运算架构和AMD Eyefinity(多重显示技术)；开发工具部份则提供效能函式库、系统开发套件(SDK)、错误侦测剖析工具与应用函式库等。

引领HSA异质化运算架构 推动成为产业主流

HSA异质性运算架构(Heterogeneous System Architecture)，是一种让整合于单一矽芯片内部CPU、GPU、DSP等处理元件，藉由妥善的任务分配到最佳处理单元，使所有元件都能无缝的和谐运作。AMD的APU结合了以串行数据处理(Serial Data processing)见长的处理器，及平行化数据处理(Parallel Data Processing)见长的Radeon 绘图核心于一体，藉由hUMA异质统一存储器存取架构，相互高速沟通并剔除反覆的存取时序，使软件开发者发挥硬件应有的效能，提供更丰富视觉、直觉且类似人类互动的使用新体验。

Scott Aylor表示，AMD于2012年6月联合安谋(ARM)、三星(Samsung)、高通(QUALCOMM)、德仪(TI)与联发科(MEDIATEK)等处理器大厂，成立非营利的异质系统架构基金会(HSA Foundation)，建立从矽智财(Silicon IP)到软件开发商等完整异质性运算的产业链。另一方面，全球联网装置出货量在2012年为12亿部，预估到2016年将成长到21亿部；而在出货超过8亿部联网装置的三个处理器大厂中，就有两个是HSA联盟成员。由此可见，HSA将会是驱动未来数十亿多核心联网装置创新步伐的终极推手。

Scott Aylor总结，嵌入式市场持续成长需要针对垂直整合与系统挑战提出因应的技术解决方案。AMD做为一个可信任的科技合作夥伴，提供全方位的嵌入式技术解决方案，引领业界与客户提供嵌入式市场应用的创新之道。