手機、平板雙核處理器狂潮 即將來襲

採訪報導
Mem678446
作者:許鴻德
日期:2011/02/15
人氣:122711
傳訊
隨著 CDMA 版本 Apple iPhone 4 代的上市,iPhone 的忠實用戶與媒體逐漸將焦點轉移至即將現身的 iPad 2 代與iPhone 5 的新增功能身上。除了我們先前討論過 Apple 可能在下一代 iPhone 手機上加裝近距離無線通訊(NFC)晶片之外,美國投資公司 Rodman & Renshaw 分析師 Ashok Kumar 近日發表的最新研究報告指出 iPad 2 與下一代 iPhone 有極大可能採用雙核處理器以提升運算性能。不僅只是 Apple、其他智慧型手機廠商也有志一同的替即將問世的高階產品換上了雙核處理器。

手機、平板雙核處理器狂潮 即將來襲
▲iPad 2 內部應用處理器可能依然使用 Apple 自行研發的產品:代號 A8(另一說代號為 A5) 的全新處理器,這款處理器可能基於雙核心 ARM Cortex-A9 架構(由兩個1GHz ARM Cortex-A9 晶片(即 A4 晶片)組成)。

iPhone 5 代搭載雙核處理器傳聞洩漏

分析師 Ashok Kumar 的預測並沒有讓通信產業人士感到太過意外,因為誓言與 iPad 一爭長短的競爭對手 MOTO 即將問世的平板電腦 MOTO XOOM 和 RIM 計畫今年第二季上市的 BlackBerry PlayBook 都證實採用雙核處理器(RIM 將使用 TI 德州儀器 OMAP 4430 雙核處理器)。幾天之後臺灣的設備供應商 Kinsus 也透露 iPhone 5 將採用 Qualcomm 的基頻通信晶片方案,而應用處理器將依然使用 Apple 自行研發的產品:代號 A8(另一說代號為 A5) 的全新處理器,這款處理器可能基於雙核心 ARM Cortex-A9 架構(由兩個 1GHz ARM Cortex-A9 晶片(即 A4 晶片)組成),因此部分類似於剛剛在 CES 展發表的 MOTO Atrix 4GLG Optimus 2X 兩款智慧型手機新產品內的運算核心。如果先前關於 iPad 2 代其螢幕解析度將大幅提高 300% 的傳聞屬實,則透過雙核處理器提升圖形顯示效能將成為必需。預料今年同步問世的新版 iOS 作業系統有望充分利用雙核晶片的性能優勢,幫助新款 iPad 和 iPhone 完成與 PC 個人電腦更為接近的多工處理(Multitasking)操作體驗。

在進行更深入的討論之前,我們必需先說明目前智慧型手機處理器晶片的發展過程。目前智慧型手機的主流硬體架構是用兩個或更多處理器來分擔通信與應用任務:基頻處理器(Baseband Processor)負責數位與類比通信信號的轉換,而應用處理器(Application Processor)負責作業系統與其他應用程式的運算工作。雖然晶片的耗能效率和性能不斷改進,但每一代晶片的進步卻在縮小。這個瓶頸從近幾年的電腦處理器演進趨勢就可看出。受功率束縛、產品開發和物理學的限制,電腦處理器廠商如 Intel 與 AMD 很早就朝向多核晶片方向發展,如今手機晶片廠也從善如流。在 OMAP 2XXX 與 3XXX 系列獲得輝煌的成功後,德州儀器規劃下一代手機晶片設計根據應用需求支援盡可能多的內核。

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▲受功率束縛、產品開發和物理學的限制,電腦處理器廠商如 Intel 與 AMD 很早就朝向多核晶片方向發展,如今手機晶片廠也從善如流。

事實上早在 2010 年的通信晶片展中,我們已經開始看到應用處理器晶片搭載雙核或多核處理器的設計,而不僅僅只是以影像或 DSP 晶片搭配主處理核心的現行架構。包括德州儀器公司(Texas Instruments Inc.)、易立信(Telefon AB L.M. Ericsson)和意法半導體(STMicroelectronics NV)各持一半股份的 ST-Ericsson 等主要手機晶片廠商都投入大量資源在 ARM 架構多核晶片產品研發計畫。

智慧型手機應用處理器性能快速提升

雙核甚至多核應用處理器成為未來發展趨勢,主要還是為了達到運算性能與耗能的最佳平衡點!使用多核技術的晶片可提高運算速度 20% 至 30%,手機電池的待機時間則可延長 20% 至 30%。由於電池化學的技術進展有限,所有手持式電子裝置當今所遇到科技瓶頸,幾乎都是跟使用和待機時間有著密不可分的關係、而智慧型手機也不例外。與傳統的功能型手機(Feature Phone)相比,目前智慧型手機最受到消費者詬病的缺陷不外乎耗電量過大、待機時間短、通話時手機溫度偏高及性能不穩定等問題。要解決上述問題所牽涉的層面極為廣泛,最關鍵的改良方案在於電池技術,但在電池芯遲遲無法推出更有效的解決方案之前,只能針對各個電子元件的耗能來改善,如基頻晶片與應用處理器運用更高階(尺寸更小)的製程達到低耗能的目的、研發出更省電的新型高線性功率放大器 PA(Power Amplifier)等。

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▲最近三年行動上網與 SNS 社交網路的快速興起,各種移動上網設備如智慧型手機、小筆電、MID 等行動上網裝置出貨量高速成長。2010 年各種類型手持上網設備總和超過 4 億台。

在進入 21 世紀之前,電腦處理器龍頭 Intel 研發 PC 個人電腦處理器的過程中,剛開始也是透過增加時脈速度來提高運算效能,但之後工程師發現一昧提升時脈速度將導致耗電量增加與散熱等問題、最終反而成為了發展的瓶頸,直到轉向多核心晶片的發展才漸漸克服了諸多問題。與 PC 個人電腦相比,智慧型手機的耗電量及散熱限制更為嚴苛(沒有太多人願意隨身攜帶 500 公克以上的手機)。加上最近三年行動上網與 SNS 社交網路的快速興起,各種移動上網設備如智慧型手機、小筆電、MID 等行動上網裝置出貨量高速成長。2010 年各種類型手持上網設備總和超過 4 億台,正式超過了 PC 和 NB 的總量,為了使高階智慧型能有足夠的運算能力以執行大量應用軟體和第三方功能,2010 年我們見證了手機處理器突破 1GHz 門檻的歷史時刻,1GHz 處理器晶片將成為 2011 年所有中階以上智慧型手機的標配,高階產品將轉向雙核處理器。搭載雙核處理器的下一代智慧型手機的效能可與目前的小筆電相提並論,也將使小筆電跟智慧型手機間的界限越來越模糊。

雙核處理器產品成為 CES 大展目標焦點

即使 iPad 2 代與 iPhone 5 代的硬體規格尚未透露,我們已經在剛剛結束的 CES 展上看到了雙核處理器的百花齊放!在智慧手機和平板電腦主導的 2011 年 CES 展中,MOTO 在前述兩個產品類別都推出了最令人印象深刻且最為人津津樂道的產品。在智慧型手機與平板電腦的外觀(甚至作業系統)逐漸趨同的趨勢之下,MOTO 展出了一款配備螢幕和鍵盤的獨特底座:在與 MOTO Atrix 4G 手機「結合」後,該款底座便可以當做筆記型電腦使用,在許多功能上替代了傳統電腦,媒體立刻給這款創新的底座取了一個別名「lap-dock」!MOTO Atrix 4G 不僅支援 4G 無線網路的高速傳輸,而且還擁有與 iPhone 4 相比有過之而無不及的 4.0 英吋 960x540 解析度電容式觸控螢幕,加上 1930 mAH 的超大容量電池確保續航力以及 800 萬像素鏡頭,要稱之為本屆 CES 大展的「機王」也不為過。

手機、平板雙核處理器狂潮 即將來襲
▲在智慧型手機與平板電腦的外觀(甚至作業系統)逐漸趨同的趨勢之下,MOTO 展出了一款配備螢幕和鍵盤的獨特底座:在與 MOTO Atrix 4G 手機「結合」後,該款底座便可以當做筆記型電腦使用。(圖片來源:www.pocket-lint.com

MOTO XOOM 平板電腦率先採用專為平板電腦設計的 Android 3.0(代號「Honeycomb」)作業系統,由於 Google 的獨家授權、這款產品將成為第一個裝載新版 Android 系統的平板電腦。從硬體規格上不難發現 MOTO XOOM 完全以 iPad 為假想敵:除了螢幕尺寸為 10.1 英吋之外、外觀尺寸為 249.1 × 167.8 × 12.9mm、整機重量為 730 公克也與 iPad 相差不多,但可透過 SD 卡擴充容量及標配 1GB 容量的 DDR2 記憶體則大幅領先 iPad!為了適應越來越流行的影像電話趨勢,MOTO 特別為 XOOM 配備了一顆 200 萬像素的前置鏡頭,而背部鏡頭則為 500 萬像素加上雙 LED 閃光燈。電池壽命也號稱與 iPad 不相上下:視頻播放情況下可使用 10 小時。這款超級平板電腦預計於今年第一季度問世,MOTO XOOM 能夠支援 3G 和 4G 高速無線網路。

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▲MOTO XOOM 平板電腦率先採用專為平板電腦設計的 Android 3.0(代號「Honeycomb」)作業系統,由於 Google 的獨家授權、這款產品將成為第一個裝載新版 Android 系統的平板電腦。

NVDIA Tegra 2 處理器異軍突起

不論是 MOTO XOOM、MOTO Atrix 4G 還是去年底發表的高階智慧型手機產品 LG Optimus 2X,它們都有一個共通點:不約而同的選擇了 NVIDIA Tegra 2 雙核處理器,目前看來這款處理器將成為 2011 年上半年的目光焦點。Google 也已將 Tegra 2 處理器作為了新一代 Android 系統測試機的標準配備。雖然在揚名於 3D 顯示晶片市場,NVIDIA 在評估了 Intel 的發展藍圖後仍果斷將未來押注於消費用手持性裝置,上一代 Tegra 處理器累積的寶貴經驗造就了 NVIDIA Tegra 2 這款採用 SoC 單晶片架構,一舉整合雙核 ARM 處理器核心、圖形處理器、影像處理器、音效處理器、高畫質影像解碼器,還有一顆處理系統基本功能的 ARM7 處理器等多功能於單一晶片。如此設計不但大幅縮小晶片體積與 IC 製程時的投片成本,SoC 的電源功耗也相較獨立晶片更加節省,可說是最適合手持裝置應用的設計。

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▲要說服手機品牌廠商放棄現有 Qualcomm、TI 等不少已經成熟的方案、轉為選擇 NVIDIA 的新方案,Tegra 2 一定有其過人之處。除了問世時間早於競爭對手之外,它還被認為是目前世界上最頂級的移動處理器方案。(圖片來源:cdn.techit.in

要說服手機品牌廠商放棄現有 Qualcomm、TI 等不少已經成熟的方案、轉為選擇 NVIDIA 的新方案,Tegra 2 一定有其過人之處。除了問世時間早於競爭對手之外,它還被認為是目前世界上最頂級的移動處理器方案,首次實現了雙 Cortex-A9 內核 CPU 架構,並以此分工負責不同應用時的運算需求:例如用其中一個 CPU 內核去進行網頁整體呈現,另一個核心來解碼網頁當中的 Flash 等多媒體內容。NVIDIA 聲稱網頁顯示性能兩倍於目前主流水準,遊戲性能五倍於目前主流水準、顯示 1080p 全高解析度影片也毫不吃力。附帶一提的是 Tegra 2 處理器內還有一顆 ARM7 處理器,在處理基本的系統管理和一些不需動用到雙核或圖形處理的簡單應用(如播放 MP3 檔案)時可僅開啟 ARM 7 處理器、以達到節省電力的目的。

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▲NVIDIA Tegra 2 採用 SoC 單晶片架構,一舉整合雙核 ARM 處理器核心、圖形處理器、影像處理器、音效處理器、高畫質影像解碼器,還有一顆處理系統基本功能的 ARM7 處理器。

我們可以預料搭載雙核處理器的產品在 2011 年將傾巢而出,Tegra 2 處理器將用於多款高階機種,但其他競爭對手的腳步也很快:包括德州儀器(TI)的 OMAP 4440 處理器、SAMSUNG 也將推出雙核(未來甚至可達四核)Orion 處理器,而且很可能用於下一代 Galaxy S 智慧型手機,Broadcom 已經推出了一款雙核處理器,Qualcomm 的解決方案也不會晚於今年第二季出現。甚至連過去稱霸 PC 個人電腦處理器市場、但始終不放棄智慧型手機市場的 Intel 也有動作。雖然基於 X86 架構的低功耗處理器今年仍主打 ATOM 小筆電的應用,但前不久 Intel 總裁曾透露 2011 年上半年將出現數十款基於 Moorestown 平台的平板電腦,此平台和 INTEL 的另一個平台 Medifield 都有可能進軍智慧型手機,據稱 Medifield 平台內的圖形核心晶片性能要比 iPhone 4 內部的 PowerVR SGX535 性能高出 4 倍。

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▲我們可以預料搭載雙核處理器的產品在 2011 年將傾巢而出,Tegra 2 處理器將用於多款高階機種,SAMSUNG 已經在研發手機用四核處理器。

Android 陣營內的「硬體大戰」是好是壞?

從 200MHz 到 528MHz、再到 1GHz,回首過去幾年、我們訝異智慧型手機內部的處理器速度有了天差地遠的變化,當然與之對應的性能也是大幅提高。但在性能暴增的同時,所有使用者都不得不面對一個問題——使用時間的縮短。過去 NOKIA Symbian S60 機種正常使用仍有三天左右的續航力,但是對當下的智慧型手機而言,如此續航性能已經成為傳說。Android 不愧為 2010 年最具代表性的作業系統,雖然 iOS、Windows Phone 7、Symbian^3 也有一定的影響力,但相比小綠人來說仍屬遜色。不過 Android 已經開始給予使用者「接棒 Windows Mobile、成為推動硬體規格升級大賽」的印象,從 2010 年初搭載 1GHz 處理器的機型首次問世、到 2010 年底雙核處理器的機型也誕生,這部分也要歸咎於軟體主導權牢牢掌握在 Google 手上,手機品牌廠商除了在硬體規格之外、並無其他有效著力點。我們可以預料 2011 年 Android 陣營內的「硬體大戰」還將持續。不過締造完美的使用體驗除了硬體性能的改善之外,軟體(作業系統)的整合也不可缺,這也就是 Mac OS 系統的表現始終優於微軟 Windows 產品的背後原因。在智慧型手機市場,Apple 始終堅持自己一手打造軟體與硬體,iPhone 4 的硬體規格與 HTC Desire HD 相比並無明顯優勢,但不論是產品細節還是對整機使用體驗,至今 iPhone 仍然穩居業界龍頭寶座。

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▲從 200MHz 到 528MHz、再到 1GHz,回首過去幾年、我們訝異智慧型手機內部的處理器速度有了天差地遠的變化,當然與之對應的性能也是大幅提高。(圖片來源:hexus.net

Intel、NVIDIA 這些過去在 PC 市場呼風喚雨的廠商如今進軍智慧手機市場,是因為他們看到了智慧型手機使用者的需求,這種需求正朝著「電腦手機」手機的方向發展:大家希望打開更多的網頁而不需要等待,希望能玩效果更好的 3D 遊戲,希望進行視頻通話或觀賞高解析度的 1080p 電影,在這些需求背後需要的是處理器運算能力與作業系統的最佳化,而處理器的升級換代又能間接促進作業系統與使用體驗的最佳化。隨著消費者對手持性裝置功能的期待與日俱增,採用 ARM 架構的處理器能否在發揮低功耗優勢的同時有新的性能上的突破?TI OMAP、NVIDIA Tegra 或 Qualcomm Snapdragon 究竟誰會成為 2011 年 ARM 陣營的主流產品?採用 X86 處理器方案能否在智慧手機上也發揮自己出色的運算能力?相信再過幾個月,前述問題的答案都將揭曉。

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▲Intel、NVIDIA 這些過去在 PC 市場呼風喚雨的廠商如今進軍智慧手機市場,是因為他們看到了智慧型手機使用者的需求,這種需求正朝著「電腦手機」手機的方向發展。(圖片來源:avinashjois.com

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sciroccopilota 於 2/15/2011 12:42:51 AM 修改文章內容

更新時間:2016/07/28-10:33

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站內留言
  • Default 20180110114950uid6747

    ...

    是"一味"

    不是"一昧"

    4/11/2011 at 4:40 PM

  • Default 20180110114950uid6747

    手雞王

    期待Intel的雙核、四核甚至8核的手機CPU

    AMD想必也已經磨刀很久了,比起Nvidia,

    AMD整合運算圖像的實力是有過之而無不及


    intel的高階奈米製程優勢是絕對無敵的!

    一旦高層想通,火力全開全力支援用牛刀來殺雞那真的會很有趣!

    手機演進史將再次重演之前的PC版本

    期待Intel再次證明「天下武功.唯快不破」

    歡迎Apple幾年後加入使用Intel手機CPU的行列…呵呵!


    4/2/2011 at 8:14 AM

  • Mem427165

    羊仔

    本來最近要買iPad的
    看來可以等iPad 2了
    感覺2010跟2011的產品又會跨一個世代

    2/16/2011 at 10:45 PM

  • Default 20180110114950uid6747

    綠色ID

    又回到和筆電最初一樣的根本問題----電力的不足~~

    魚與能掌不能兼得的道理又印證了!!

    2/16/2011 at 12:40 AM

  • Medium     130

    小海

    感覺雙核心真的很威
    而且最近一直看到可以接在筆電上的手機
    好厲害的感覺

    2/15/2011 at 6:26 PM

  • Default 20180110114950uid6747

    掛在空中~

    這是一篇整理歸納的極佳的好文章
    一舉道出了近年來手持式行動裝置的發展趨勢
    雖然有些用語是對岸的語法 (因猜測是台灣作者的發文)
    可見網路對海峽兩岸的文化交流是有相當影響的
    不過仍是一篇好文章~

    yukoo 於 2/14/2011 10:11:53 PM 修改文章內容

    2/15/2011 at 6:10 AM

  • Mem684344

    Japago

    光是看今天MWC就展出不少雙核心產品~~

    2/15/2011 at 5:39 AM

  • Default 20180110114950uid6747

    阿諾

    引用『Love 陽光』所述:
    intel也會出手機板的處理器嗎= =?..........恕刪
    這是必然的
    而且如果讓intel玩起來就有好戲可看了...

    2/15/2011 at 5:26 AM

  • Mem691216

    Love 陽光

    intel也會出手機板的處理器嗎= =?

    2/15/2011 at 4:54 AM

  • Mem712411

    Elmo弟

    Tegra 2應該是2011年最紅的處理器

    2/15/2011 at 4:22 AM

限 500 字以內,內容不可輸入語法或空白

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