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符合行動化趨勢的新一代行動運算技術

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NVIDIA副總裁暨筆型電腦事業群總經理Rene Hass。
NVIDIA副總裁暨筆型電腦事業群總經理Rene Hass。

NVIDIA與ARM聯手打造新一代多核心行動處理器晶片Tegra3,以強悍3D圖形效能縱橫智慧手機與平板電腦,搭配微軟全新一代Windows RT觸控式作業系統,更是相得益彰,無論上網瀏覽、看網路串流視訊或玩遊戲皆游刃有餘,加上更長的電池供應時間,足以顛覆以往僅能用x86架構下開發行動電腦(Mobile PC)的傳統定義……

裝置持續行動化是驅動產業持續成長的關鍵

NVIDIA副總裁暨筆型電腦事業群總經理Rene Hass表示,裝置行動化是驅動運算產業持續發展的關鍵。依照NVIDIA自家所做的市場調查,2008年筆記型電腦(Notebooks)全球出貨量達3億部,並超越桌上型電腦(Desktops)的2億部,而2009年行動電話出貨數量達4億隻,再次超越了筆記型電腦,接下來2010年下半年蘋果iPad的推出,首度創造一個新的TabletPC市場區段,並且迅速的在2011年以全球6億部的出貨量,再度超越筆記型電腦。

相對於2007到2014年桌上型電腦維持在2億上下的持平成長曲線,Rene預料未來結合平板(Tablets)、筆記型電腦(Notebooks)與智慧手機(Smartphones)三種裝置外型、融合於一體的新型態裝置,可望進一步在出貨量方面超越平板電腦並引領風騷。Rene也指出採安謀(ARM)技術的處理器,在整個市場出貨量佔有率達到65%,特別在平板電腦以及智慧手機市場佔有率更高達90%,預料到2015年,ARM預期在Windows RT的協助下,可以拿下50%的行動PC市場,並且跟Android平台平分秋色。

Rene先從投影簡報中揭櫫幾個重要的數字:第一個是2.5B(25億),這個數字是大陸加上印度的人口總和,佔全世界人口總數70億的36%左右,這兩個國家地區也是目前經濟成長最為活躍的區域;第二個是10%,這代表在印度的網際網路用戶的滲透率為10%,代表仍有相當大的成長空間;第三個則是6%,這代表在大陸僅6%的用戶,使用3G行動通訊;第四個則是29%,這個數字代表在美國e-Reader/TabletPC(電子書?平板電腦)的市場佔有率,從3年前的僅2%成長到29%。

Rene揭櫫第五個數字是3X,代表當前使用行動電話的用戶號碼數量,是室內電話用戶數的3倍;第六個則是25B(250億),這是從最近15個季度截至目前為止,從蘋果Apple App Store被下載的Apps次數。最後一個數字是1.25B(12.5億),它是截至目前為止全球配置Windows作業系統的PC累計裝機數量。

Windows RT帶動平板電腦  進一步的爆量成長

不管是採iOS的智慧手機、平板電腦,抑或採Android OS的智慧手機或平板電腦,那個適用於取代後PC時代的個人電腦呢?Rene認為最好的方案,就是配置支援觸控功能?應用的Windows RT(RunTime)作業系統,採ARM處理器微架構的新世代平板電腦。

他表示採Windows RT架構的平板電腦,具備更漂亮的外觀設計(Beautiful Design)、更現代化與簡潔介面(Modern & clean)、更順從本能與直覺的設計(Instinctual & intuitive),同時提供更快速、更流暢的串流化OS提升尖峰執行效率、隨時連線提供Apps即時更新功能,無與倫比的Apps生態系統,內建培養幾十年的ISV社區討論區、針對獨立軟體開發商(Independent Software Vendor;ISV)最大機會的單一最大平台發展環境,以及預期超過10萬種Apps發布與提供下載。

同時Windows RT的平板電腦,加上Tegra3多核心行動處理器晶片,無論是上網瀏覽、瀏覽新聞網頁、看網路串流視訊,或者是玩遊戲等,均能夠游刃有餘。

全球唯一四加一架構的四核心行動處理器Tegra3

Rene正式介紹NVIDIA所發表的第三代行動處理器晶片─Tegra3。它由四顆1.4GHz時脈設計,採32KB L1 I-Cache、32KB L1 D-Cache與1MB L2快取的 ARM Cortex A9核心,加上1.5GHz第五顆省電CPU核心所組成的超級 4-PLUS-1四核心,由台積電(TSMC)以40nm製程技術製造,具備可變對稱式多重處理 (Variable SMP) 架構,可依照需求,讓四顆效能核心發揮最大處理能力,並可視工作量分別自動啟用及停用各顆核心。單一省電核心(或稱為協同運算核心)則負責處理低功耗工作,例如主動待機、播放音樂及影片等,並可由作業系統及應用程式加以檢視。

Tegra3內建12道管線材質?端點渲染引擎(12 texture pipelines)設計的ULP GeForce繪圖處理器核心,提供雙螢幕同步輸出、HDMI 1.4a輸出支援,以及液晶螢幕最大輸出解析度2048x1536,CRT顯示器最大輸出解析度1920x1200,能提供1920x1080 FullHD全高清視訊解碼播放,並且支援H.264 (HP @ 40Mbps)、VC-1 AP、MPEG2、MPEG-4、DivX 4/5、XviD HT、H.263、Theora、VP8、WMV、Sorenson Spark、Real Video、VP6等視訊解碼播放,以及 H.264、H.263、VP8、視訊會議(VTC)的H.264、MPEG4、H.263、VP8的視訊編碼。音訊解碼部份則支援AAC-LC、AAC+、eAAC+、MP3、MP3 VBR、WAV/PCM、AMR-NB、AMR-WB、BSAC、MPEG-2 Audio、Vorbis、WMA 9、WMA Lossless、WMA Pro、G.729a、G.711、QCELP 、EVRC等格式。

由台積電40奈米製程打造,時脈從1.4GHz,並符合OpenES 2.0、Open VG 1.1、EGL 1.4等3D規格的3D運算處理效能。此外Tegra3也內建3,200萬畫素主攝影機?影像處理器,與500萬畫素副攝影機?影像處理器,並且具備自動曝光、自動白平衡、自動對焦、第九級鏡頭遮光、去除馬賽克、影像銳利化與可程式化消除雜訊的功能,足可因應需要做視訊通話的3.5G/4G智慧手機或行動平板電腦的需求。

另外Tegra3內建DirectTouch架構,可讓 Tegra3處理器分擔部分觸控處理作業,藉以改善觸控反應,並減少耗電量。3D Stereo Gaming功能,可將 OpenGL 遊戲及應用程式即時轉換成Stereo 3D。NVIDIA PRISM 顯示技術─像素渲染強度及飽和度管理,可降低行動裝置的背光功率,並同時強化像素色彩,既可提供相同的視覺品質,還能大幅延長電池壽命。

Rene認為,無論是超級手機、低價平板,智慧手機或Windows RT平板,都能使用Tegra3處理器,達到最大的多工串流化運算效能,無論是執行套裝軟體、上網瀏覽、看網路串流視訊,或者是玩聲光效果絢爛的3D遊戲,都能夠呈現與既有x86架構的行動電腦不分軒輊的暢快體驗。

行動PC架構的重新定義

Rene Hass提出行動電腦(Mobile PC)的架構定義即將改變,這樣的改變是好的。首先Mobile PC在架構上使用x86處理器,如今可以是配置Tegra3四加一核心的處理器架構;過去行動PC的通訊憑藉的是Wi-Fi,而今日的行動PC,除了Wi-Fi也可使用蜂巢式行動通訊系統(3G/3.5GWCDMA/4G LTE)。至於輸入方式的演變,過去的行動PC只能用鍵盤或滑鼠,現在的行動PC除了鍵盤以外,還可以使用觸控。

電池供應時間方面,過去x86架構的行動PC了不起7小時,而今日配置Tegra3處理器的平板電腦、超級手機,動輒超過10小時。在散熱機構的設計上,採x86架構的行動PC需要產生噪音、功耗的風扇,而配置Tegra3處理器的行動裝置,完全不需要散熱風扇的設計。以往行動電腦的架構與設計上,視x86架構CPU是唯一正解,而今日以ARM SoC架構的Tegra3,搭配Windows RT,可能是行動電腦關鍵核心技術的另類漂亮解答。

(本文提供英譯版本,請按此連結閱讀英譯版本內容)