搶佔穿戴物聯商機 Intel推Quark方案

Quark X1000系列SoC為Intel積極搶進IoT應用市場的超小型SoC產品。Intel

在智慧表、智慧眼鏡、甚至是物聯網應用，對於MCU元件的使用要求越來越高，不僅要在低功耗、小體積上進行競爭，還需兼顧高運算效能，以因應高階穿戴應用與物聯網(Internet-of-Things；IoT)應用的運算需求。

高階微控制器(micro control unit；MCU)市場熱度持續飆高，原有穿戴式、物聯網應用開發需求，大多僅有ARM系或幾種常見高階MCU解決方案可供挑選，但隨著應用市場產品需求殷切，亦吸引處理器大廠競相投入。

Intel大舉搶攻IoT應用市場

Intel即針對物聯網與穿戴式應用市場，推出晶片面積為Atom 1/5、功耗僅1/10的Quark處理器搶攻市場，預計2014年投入新興的穿戴式運算與物聯網應用市場，而原有開發ARM相關MCU業者，則嘗試整合更高階的ARM核心與搭配更完整的SoC整合方案，挾元件成本優勢積極鞏固應用市場。

而在2013年開始發酵的智慧手表、智慧眼鏡應用，甚至是功能性稍弱、但著眼於健康智能監測的運動手環、運動記錄器等穿戴式產品，對於產品所需要的運算能力觀察，一般8/16位元MCU運算能力已漸有不敷所需現象，若穿戴設備還有顯示裝置需要串接應用，在現有產品設計大多必須搭配智能手機或是平板電腦才能進行深度功能應用與調校，使得智能穿戴裝置的應用性受到極大限制而無法伸展。

IoT應用環境含金量高  巨量資料分析提升商業價值

觀察IoT物聯網應用，簡單說IoT可以說是工業電腦產業的智能進化趨勢！會讓IoT這幾年成為討論話題，可從各式雲端應用相繼推出、持續發燒，使得傳統的電腦系統、工控設備可以開始進行互相連接與資料串接，從網路的直接連接延伸到產生巨量資料(Big Data)的持續累積，再由後端服務器進行智能運算、分析，進而產生可滿足不同商業用途的分析資訊。

若對零售產業來說，像是設置於實際賣場的智能數位看板，不僅可提供消費者購物資訊，經過民眾與智能數位看板的互動行為與賣場產品銷售的對應資訊，透過精密分析所推導出來的分析資料，即可用於搭配銷售分析、建構經營策略，也能改寫傳統依賴POS銷售端的資料回饋造成的資訊滯延與時間落差，而對於各個IoT設備整合了智能與分享應用功能，也能在每筆銷售結帳完成後立刻把銷售內容與庫存、帳目進行對應動態調整，IoT可在零售業發揮的效益相當高。

穿戴式應用選用主流  目前仍以ARM運算核心為主

為了解決如醫療電子、穿戴式運算更高階、高效能的運算需求，在MCU業者已著手開發針對新興穿戴式運算需求設計的整合型SoC產品，但微控制器大廠基於成本優化前提，仍以ARM系列嵌入式運算核心作為整合核心首選，一來是ARM IP核心在嵌入式應用已累積豐沛的開發資源，相關核心優化程度已能滿足常見開發需求，開發團隊不需重新客製所需開發資源，為了提升MCU的運算效能，新一代SoC已逐步導入較高階的Cortex-M4核心解決方案，高效能的運算能力甚至還可以取代部分特殊應用的DSP(digital signal processor)需求，達到成本更優化的設計方案。

針對智慧手表、智慧眼鏡等穿戴產品所需的顯示需求，相關產品大多會搭載小型平面顯示器呈現功能與對應資料，開發者若搭配顯示器驅動IC或是對應DSP，會導致BOM表零組件成本增加，影響了整體產品在市場的價格競爭力，終端設計產品也會因為元件過多使得整體功耗表現受影響，相關業者需要的是兼具電池續航力、高度整合、低成本、高運算效能的解決方案。新一代的高階MCU開發業者，已嘗試將Cortex-M4 ARM核心搭配DSP、FPU(floating point unit)同時搭配整合TFT-LCD顯示控制器單元，藉此讓產品整合的顯示與產品使用體驗表現更佳。

智能應用端點運算量高 嵌入式處理器效能持續提升

由於IoT應用對於每個智能端點的用量相當高，才能有效地蒐集到最全面的資訊來源，對於建構IoT環境來說每個智能資料擷取點的建置成本就是系統能否運行的關鍵，另每個端點還需完整網路溝通與系統運算能力，這對於處理器的定位與角色就顯得特別重要。

早期IoT應用大多會選擇中/高階MCU進行系統開發，近年來Intel亦積極投入IoT產業，2013年已宣佈以Quark處理器系列搶攻IoT應用市場，亟欲在高階MCU市場搶占應用市佔。Intel隨即在2013年英特爾開發者論壇(Intel Developer Forum；IDF)就發表最新針對穿戴式運算、物聯網與智能裝置開發的Quark X1000系列超小型SoC處理器產品，積極挑戰MCU應用市場。

Quark體積小、功耗低  預計2013年Q4推參考設計

Intel Quark處理器為針對穿戴式運算應用開發的行動運算產品，基本上還可擴及工控、醫療電子、物聯網等運算應用產品，Quark可以說是Intel跨足物聯網領域的最新處理器系列產品，Quark在晶片尺寸、功耗與運算表現可以輕易與電燈開關、運輸控制系統、穿戴式裝置進行功能整合，提供整合性運算(integrated computing)服務，IDF期間Intel還展示一款搭載Quark處理器的智能手環產品。未來Intel也將提供完整Quark處理器的參考設計範例，加速相關業者導入Quark行動處理器開發對應產品或服務系統。

但比較令人憂慮的是，在物聯網應用中，對於核心運算晶片的價格敏感度相當高，現有可用IoT解決方案單價在1美元上下，若未來Quark處理器要投入IoT應用市場，勢必要在Quark處理器的成本架構進行對應調整。雖然Quark處理器最快會在2014年推出市場，但Intel目前仍未公布Quark處理器的價格，後續發展仍需持續關注。

Quark處理器另一個曝光重點，即在此款針對穿戴產品開發需求設計的運算核心的體積、耗電量等關鍵表現，Quark處理器面積僅為Intel Atom系列處理器產品的1/5、耗電量更只是後者1/10！Quark也是第一款採行14nm製程技術的嵌入式晶片產品，相較現有MCU多僅使用到90nm製程，Quark的製程優勢更加顯著。如果以Samsung最新推出的「Galaxy Gear」智能手錶觀察，原設計幾乎必須天天充電使用，若換上對應之Quark嵌入式運算產品，電池續航力可以提升5倍！不必天天為智能手錶進行充電。而在IDF 2013曝光的Quark X1000系列SoC，Intel估計最快可在2013年第四季推出參考設計，Quark系列SoC同時可對應開放式系統。