ARM架構SoC產品以效能、成本、未來應用　搶攻行動平台市場

Optimus 3D智慧型手機，為採取多核心ARM平台開發的產品，手機搭載3個鏡頭。LG

隨著消費者對於智慧型行動電話的多媒體表現要求越來越高，既要裸眼3D、又想得到1080p影音的順暢播放效果，甚至因應3D遊戲又必須具備足夠快的貼圖、渲染效能，這不只考驗行動處理器的整合功力，功耗TDP控制的能力亦成為產品的決勝點...

在CE市場中，Intel、AMD與VIA都積極將x86架構的產品，嘗試透過SoC化或是製程、封裝技術達到多核心設計，同時也設法改善元件的TDP(Thermal design power)。但事實上，簡省TDP的設計要求，一直是ARM產品的主要優勢，ARM產品反而需在系統效能、多媒體處理的能力進行強化。

尤其在行動裝置市場中，泛x86產品短期內不管是SoC化或是強化功耗處理，其TDP表現仍與ARM-Based的解決方案有一段技術差距，對此ARM-Based的解決方案固然有產品應用領域的絕對優勢，但基於消費者對於應用產品的性能要求，ARM或嵌入式處理器解決方案也必須在多媒體效能上更進一步提升，才能呼應市場需求。

目前進展較快的嵌入式處理器解決方案，以NVIDIA的Tegra 2產品的運用最顯著，新一代的Android 3.x系統為基礎的智慧型行動電話產品，幾乎清一色採用Tegra 2解決方案。除目前以NVIDIA的Tegra 2在多核心的ARM基礎多媒體處理器解決方案市場擴展速度最快之外，TI(Texas Instruments)在新一代OMAP多媒體處理器中，也嘗試導入以SoC為基礎的多核心、多媒體硬體加速方案的OMAP 5平台，來搶攻行動通訊處理器的市場大餅。

NVIDIA Tegra 2搶搭Honeycomb特快車 迅速攻下行動電話處理器山頭

在NVIDIA的產品規劃下，其實Tegra可以說是採ARM-Based的行動多媒體處理器解決方案，若實際比較Intel的Atom處理器，會發現Atom的TDP大約為10W，而Tegra約僅1W上下，兩者差異近10倍。目前Tegra包含APX2500/2600與CSX600/650兩大產品線，APX為針對手機市場開發、CSX則針對高階車載娛樂系統、PND、MID、Netbook等大型設備，Tegra解決方案處理1080p視訊解碼是基本能力，另可支援高階3D繪圖顯示。

Tegra在結構方面近似一般應用處理器，包含CPU、GPU、多媒體處理單元、I/O、儲存控制器，第1代Tegra主要由7個功能核心構成，Tegra 2因為把原有的CPU改換成雙核心Cortex-A9，功能核心數變成了8個。Tegra 1為採行ARM11 Core，Tegra 2採用雙核心Cortex-A9。在顯示核心方面，Tegra 1的應用架構設計以Geforce 6為基礎，各兩組的pixel shader units、vertex shader units及texture mapping units(TMUs)，顯示核心時脈為130MHz。Tegra 2同樣採行GeForce 6近似架構，但透過核心時脈加速，具有較1代產品超過1倍的繪圖性能。

在比較重要的HD影像處理方面，Tegra針對HD影片獨立1組編碼核心，在第1代Tegra中的APX 2500/2600沒設置HD獨立編碼，僅在高階的CSX650才看得到此架構設計，而Tegra 2幾乎都設置了HD影像的編碼核心，原有第1代CSX650只能支援至720p影片即時編碼，Tegra 2的HD影像編碼則可提供1080p h.264即時編碼性能。檢視Tegra 2的省電效益設計，能達到號稱平均TDP不超過100mW的超低水準，主要是透過高靈活度的核心動態TDP控制，來達到最佳化的功耗表現。

TI OMAP 5 效能、應用方式提供更多想像空間

NVIDIA推出基於多核心ARM架構的Tegra 2平台，TI(德州儀器)也嘗試採行單晶片的整合元件，來使整體的運行功耗降低，而相較Tegra 2平台，TI OMAP 5系統單晶片有更多提升效能與應用形式的新技術。

首先，檢視OMAP 4家族單晶片產品，OMAP 4為內建雙核心Cortex-A9架構的ARM處理單元，而新款OMAP 5則內建ARM最新的Cortex- A15處理單元，同樣也是採行雙核心架構，光是OMAP 5第1款採用Cortex-A15架構作為處理單元，其運行時脈可達2GHz，就能有超越Tegra 2平台近1倍的表現能力。比較OMAP 4與OMAP 5，OMAP 5較前代會有3倍性能提升，即使OMAP 4/5均具備2GHz的運行時脈，但OMAP 5得益於更先進的核心架構，也會有50%的性能超越！

另在OMAP 5單晶片架構中，還設有兩組針對信號處理加速的Cortex M4應用核心，此處的Cortex M4核心可支援影音加速、圖片加速等應用，OMAP 5在圖形的核心處理單元為使用PowerVR SGX 544 GPU進行整合。有趣的是，OMAP 5支援多達4組相機的基礎設定，雖然在單一裝置上裝設4組相機的可能性不高，但實際上目前已有設置3相機的行動產品推出，例如LG首款具備3鏡頭的智慧型行動電話(此產品使用Tegra 2平台)，包含手機正面的視訊鏡頭與背面2組可支援3D拍攝的立體攝影鏡頭，另OMAP 5可支援1,080p@60fps影片播放、1,080p影片錄製，同時可支援1,080p 3D影片拍攝，同時可直接支援裸視3D螢幕設計！

針對未來性的行動電話應用方式，OMAP 5也提供更多可能性，例如免觸控的手勢操作支援、多作業系統、Realtime 3D遊戲、多螢幕顯示、電子支付應用...等功能，都能透過OMAP 5平台加以實現。行動電話相對較弱勢的照相功能，OMAP 5則可利用處理器效能即時處理手震補正、HDR拍攝品質改善，甚至是人臉辨識、AR應用都能輕鬆在手機上實現。

OMAP 5採用28nm製程，在提升效能與擴增功能的前提下，產品的TDP仍低於前代產品，OMAP 4/5的性能差異可達到3倍的差距，而3D繪圖效能則提高5倍水準，功耗較OMAP 4平台減少60%。

OMAP 5處理器內部的兩組Cortex-A15 ARM核心，每顆核心時脈可達到2GHz速度。相較目前採取Cortex-A9核心的產品，Cortex-A15的核心效能在實測後可較前者高出50%，並可提供8GB動態記憶體存取控制與硬體虛擬化應用支援。最新的TI OMAP 5系統單晶片針對智慧型手機與平板電腦，共有兩種型號因應，OMAP 5430是以手機使用為設計目標，OMAP 5432則是針對平板電腦，兩款產品均採用28nm製程，預計在2011年3Q投產。