CES2013新一代行動處理器紛紛亮相

Samsung Exynos 5 Octa為採八核架構之嵌入式運算方案。Samsung

不讓Apple iOS Device專美於前，除了Google為首的Android、Microsoft的Windows 8 RT等針對行動裝置需求開發的嵌入式系統外，在終端使用者裝置上所應用的運算解決方案，已從單核心整合處理器，漸漸改以雙核中高階應用處理器作為核心解決方案。在CES2013中，多家行動晶片、平板電腦大廠，也將最新的四核、甚至八核心處理器技術作為新一代產品的開發標準...

Apple以iOS進行整合的各式行動裝置，從原有的A4、A5等系列處理器，自單核心進階升級至多核心解決方案，一方面透過提升核心處理器的運行頻率與架構改善整體效能，另一方面也透過多核心的SMP處理架構將原有的方案，而這種使用處理架構的核心整合，不但使原有的載板可以在最小改動下大幅將整體運行效能以近於倍增的效果提升，也可以成為行銷產品的重要亮點，也成為近來行動終端裝置的產品設計趨勢。

行動裝置多核成潮流 晶片大廠競推多核方案

而此多核心導入設計應用的潮流，在CES2013展中更為熱門！以2013的CES展中，行動晶片大廠紛紛以比效能、比核心數等技術導入，展示目前研發中的前端嵌入式處理器技術！例如，NVIDIA就推出號稱全球速度最快的Tegra 4嵌入式處理器，Qualcomm發表四核心800系列嵌入式產品，Samsung則更誇張，直接將嵌入式處理器的競爭門檻拉高到八核心規格，預計將在Exynos 5 Octa嵌入式處理器中率先推出首款整合八核心技術解決方案。

先檢視Samsung最新八核心嵌入式處理器方案，以CES初次曝光的Exynos 5 Octa產品來說，為整合兩組四核心運算單元的整合晶片，等於是由兩組四核處理器再利用封裝技術整合成一個八核心的運算架構；而Exynos 5 Octa為以ARM的big.LITTLE技術架構為基礎，內部架構為由一組佔位較大的四核心Cortex-A15嵌入式運算區塊來進行負荷較重的運算工作，而再由另一組於晶片中佔位較小的四核心Cortex-A7嵌入式運算區塊，來進行低負荷的運算工作。

Exynos 5 Octa八核設計 兼具效能與低功耗要求

Exynos 5 Octa八核設計的主要概念，為利用最新的半導體科技與封裝技術，將多核心的設計方案以行動裝置所需的效能改善與維持低功耗設計目標，利用將異質核心的高度整合，達到可同時滿足高負荷運算所需的高效能表現，同時也可在低負荷運算時儘可能利用低負載的運算核心，達到最省電的運行表現，讓即便終端裝置為求提升產品性能的同時，也可達到接近現有中、低階運行效能產品才能達到的低功耗表現。

基本上Exynos 5 Octa新款嵌入式處理器，其實是等於兩組四核心嵌入式運算區塊的再整合，由系統判斷用戶目前的操作情境與效能需求，例如，在不需高效能的電子郵件、文書處理運行需求時，由四核心Cortex-A7嵌入式運算區塊進行主要操作，避免高效能核心運行功耗影響產品電池續航力，而當使用者在進行大量3D遊戲、HD影音解碼播放時，Exynos 5 Octa轉由四核心Cortex-A15嵌入式運算區塊來進行負荷較重的運算工作，藉此釋出最大化嵌入式處理器的效能。據Samsung所提供的數據參數，Exynos 5 Octa經過實測，除在效能上的大幅提升外，其核心運行節約效能條件下還能較前代Exynos 4嵌入式處理器提升70%效能表現。

Tegra 4 升級72核GPU 為整體效能提升關鍵

除Samsung大動作發表八核心處理器產品外，NVIDIA在CES2013也將原本於2012推出的Tegra 3進行架構修改，推出的新款Tegra 4同樣採取四加一核的設計方案，搶攻嵌入式行動裝置的多核處理器市場。

NVIDIA聲稱Tegra 4為全球最快的嵌入式多核處理器，若以Nexus 10的終端裝置對比Tegra 4的參考設計，Tegra 4參考設計平台以相同的工作程序進行比較，僅需前代應用平台的一半的時間就能將工作完成，等於有近1倍的效能改善。

以NVIDIA內部的測試評估，新款Tegra 4效能表現，對比iPad 4產品表現，其Tegra 4參考平台在相同的測試運行條件下，運算效能有10~20%勝出，對比Nexus 10平台，可有近1倍的效能提升，對比使用TI OMAP方案的Kindle Fire HD，甚至有超過3倍以上的效能改善。

在Tegra 4最大的架構提升，其實除了運算核心的相關升級外，在GPU部份也利用多核技術方案進行大幅效能提升，尤其是新GPU使用多達72個顯示處理器，同時搭配28nm晶片製程處理，使新款Tegra 4處理器可以達到較前代Tegra 3嵌入式運算平台多6倍的效能差距。

此外，Tegra 4也改用Cortex-A15嵌入式核心解決方案，對整體運算效能也有大幅改善效益，另與Tegra 3最大不同是，Tegra 4這回將LTE網路應用也整合到嵌入式處理器中，這對於終端產品設計來說，使用Tegra解決方案可以用更小的載板空間，即可開發具LTE支援能力的應用平台。

針對行動裝置使用情境 進行產品重點升級

Tegra 4受惠於高效Cortex-A15嵌入式四核心高效處理架構、整合72核心的顯示處理GPU，在行動裝置的影音處理效能有極大的效能提升！像是以往行動裝置在處理前？後鏡頭的拍攝程序時，大多僅能做到1~2s/frame的拍攝表現，在新款導入Tegra 4多核嵌入式解決方案的應用平台，則可將利用終端裝置拍攝的處理效能，進一步改善達到至少0.2s/frame表現，等於在嵌入式行動裝置的拍照、攝影應用可以獲得10倍以上的效能改善。

同時Tegra 4的效能餘裕，應付行動裝置的常規運算也多了更大的進階功能整合空間，像是採行Tegra 4嵌入式運算方案的終端設計，甚至可以使用現有的加速運算效能做到「Always-On HDR」攝影功能支援！因為以往如iPhone 4/4s等行動裝置，若開啟HDR拍照功能改善環境光線不足的拍攝需求，大多會因為繁重的HDR影像即時處理讓行動裝置的拍攝反應變慢，而採行Tegra 4多核嵌入式應用方案的終端裝置，因為有效能的倍增助益，加上針對HDR圖像處理的多核加速技術，可讓HDR拍攝技術全時運行而不會影響行動裝置操作與反應。

另在新款Tegra 4處理器中，雖然導入了四核心Cortex-A15嵌入式核心解決方案，外加一組單核心，維持四加一核設計方案，而為了整合LTE的通訊應用，在多核架構中首度導入Soft Modem技術，透過Soft Modem技術技術支持，還可將傳統的基頻晶片體積大幅縮減40%，藉此增加行動裝置產品導入Tegra 4多核心嵌入式處理器的使用效益。

Snapdragon 800時脈達2.3GHz GPU效能進一步提升

Qualcomm也在CES推出新一代的Snapdragon 800、600、400、200系列嵌入式處理器，其中鎖定高階應用市場的Snapdragon 800系列嵌入式處理器產品，處理器運行時脈將會採取2.3GHz，透過運行時脈的大幅提升，對於Snapdragon應用方案也有極佳的效能升級助益。

Snapdragon 800系列在嵌入式核心已改用Krait 400，Krait 400為四核心處理器方案，搭配台積電最新28nm HPm製程，運行時脈可提高至2.3GHz，同時也針對L2快取記憶體配置重新最佳化，另在應用架構上針對主記憶體的存取延遲進一步改善。

Snapdragon 800在外部記憶體支援上，可支援雙通道LPDDR3 800MHz元件，而左右多媒體加速表現的GPU整合設計，新的Snapdragon 800嵌入式處理架構，在GPU改以部分Adreno 330核心進行重點強化，而Adreno 330的繪圖效能為Adreno 320高50％，對整體運算效能也有不錯的提升效益。

另Qualcomm以累積大量無線應用方案經驗優勢，在新款Snapdragon嵌入式處理器方案中整合目前最新無線網通技術，例如LTE、IEEE802.11ac外，也支援最新的USB 3.0版本，同時顯示性能在導入Adreno 330核心後，也可提供應用平台支援4K(Ultra HD，Ultra High Definition)的影片錄製、播放(30frame/s)運行性能，同時支援行動裝置顯示輸出可達4,096 x 2,304，高效能表現也可應付如DTS-HD、Dolby Digital+多媒體音效解析、播放技術。