Win8 RT加速處理器的多核、強效GPU整合

在Windows 8推出後，常規筆電與平板電腦的界線越來越模糊。Lenovo

在Microsoft推出Windows 8/RT產品後，使得原先在行動裝置與常規桌上型電腦、筆電的使用界線越來越模糊，對於後續的終端產品設計，尤其是行動裝置應用，已經朝向同時融合行動設備的易於攜帶、長效，同時又需兼具高階的高效運算，這對於現有的行動處理器來說是極大的設計挑戰，必須大幅升級嵌入式處理器的微架構、與導入更具優勢的新製程...

在Microsoft Windows 8/RT系統正式推出後，現有的IT產品，在行動裝置與PC/NB的產品界線正漸漸模糊，新產品設計除朝向兼容此兩大潮流設計方針外，也進而提高新產品的設計難度，尤其是左右終端裝置的效能、功耗關鍵的SoC元件，也因為新產品對於省電與效能必須兼顧下，使得新款SoC不但要大幅提升應用處理器核心的效能表現，同時還須迎合市場需求，朝大量整合通訊應用與圖形加速的設計方向，在必須維持小尺寸封裝、高效能表現、多功能整合與高省電特性，新款嵌入式行動處理器研發儼然是不可能任務。

SoC行動處理器 整合異質核心優化性價比

現有行動晶片商，正積極善用既有優勢。例如，以顯示晶片開發見長的晶片業者，SoC即鎖定PC/NB等級的圖形加速效能切入，而通訊基頻技術見長的晶片業者，則針對通訊應用與高階平板電腦推出高度整合通訊應用的SoC方案，透過更豐富的整合功能項目，讓解決方案除能取代大量離散元件外，還可在料件成本進一步壓低，吸引終端產品開發業者導入應用，至於擁有製造、製程與晶圓設計優勢的業者，則積極利用現有優勢，以更前衛的前端製程，透過新穎的封裝與製程技術達到更優異的SoC產品表現。

對不同晶片業者來說，共同的挑戰即是在有限的SoC尺寸下，塞入更多原本需要多元件整合的相關行動運算應用，同時還要提高內部應用處理器的運作時脈、處理效能；而在前述需求一一解決後，還必須賦予SoC更優異的節能設計，不只是整合與IC製程的嚴苛挑戰，對於處理器的微架構也需要以更多新穎的概念與創意進行開發設計。

2？4核心SoC漸成主流 高階產品朝八核心邁進

以目前的SoC產品需求，在高階產品已紛紛導入四核心的應用方案，而原有雙核心解決方案也開始成為中、高階產品主流。而2013年CES展已有業者提出新穎的八核心設計方案，在追求SoC應用處理器內核數量，已從原有的2~4核漸漸升級至八核心應用。除核心數持續飆高外，設計概念也持續翻新升級，像是針對低效能應用情境於SoC內設置一至四核心低功耗處理單元，而針對高效能應用處理核心，也嘗試利用IC製程技術升級，如晶片製程朝28nm甚至20nm升級改善外，也開始導入高階IC設計方案，讓SoC的性能滿足更嚴苛的應用條件，外頻從現有主流的1~1.4GHz朝超過2GHz的運作時脈大幅升級。

尤其是2013年更多雙核、四核心處理器推出後，嵌入式系統也同步進行應用環境與媒體的跳躍式升級，例如Apple帶起的Retina高解析屏幕行動應用熱潮，在Android預期也將在中/小尺寸產品導入2K甚至4K解析度屏幕設計方案，而現有設定高階應用的1080p已成為基本需求，對終端硬體設計與第三方軟體開發商來說，預料也將會大量出現如擴增實境、3D等耗用大量CPU效能的應用需求，這對於SoC整合趨勢來說，進一步也會加速推升整合異質核心的效能需求，例如更快的應用處理核心、GPU甚至是更新穎的IEEE802.11ac/LTE、DSP等無線網通應用整合需求。

Win 8 RT加速效能升級需求 行動處理器大廠審慎面對

Windows 8/RT系統推出，也進一步加速後PC時代的產品變革速度！原先在應用處理器以Intel獨大的狀況已漸漸產生質變，反而是眾行動處理器業者的產值與影響力，在行動應用領域大幅超越PC/NB產品為主的CPU業者，甚至在行動運算領域創造的產值已可與PC/NB處理器市場相匹敵。尤其是在對應Windows 8/RT系統各大硬體廠商推出的硬體平台，如Asus、Dell、Sony等PC大廠，已嘗試推出兼容NB/平板電腦泛用或變形產品。

但目前此類裝置若是採行嵌入式SoC解決方案，仍會遭遇巨量運算性能不如常規NB/PC的處理器效能，畢竟常規PC/NB使用的處理器在功耗與效能彈性相對較行動應用取向的SoC產品多更多性能空間，但先前也提過，新的趨勢是PC/NB與行動裝置在作業系統、應用程式與使用情境正在產生聚合，對行動晶片開發業者來說，必須整合更強效的多核心處理架構，搭配新穎的異質核心整合技術，來滿足此波產品設計趨勢變革。

雙核SoC經製程優化 可達常規CPU時脈水準

已目前單核行動處理器觀察，其外部時脈大多可達1~1.2GHz，而雙核心設計方案則可達到1.5GHz，但對於未來在Windows 8/RT系統大量進階應用導入，對於此性能表現勢必會出現效能瓶頸，原有使用的微架構必須進一步強化、改善與升級，在加上新的SoC整合趨勢為了讓解決方案可以大量替代現有離散元件方案，將SoC整合應用處理器、GPU、DSP甚至通訊晶片已成設計趨勢，而打造兼顧效能表現、低供耗效益與高度異質核心整合特性的SoC產品，在市場上才能取得最佳競爭優勢。

另一方面，改善SoC性能表現，最快的方法亦可在IC特性進行強化，例如採行更新穎的製程、更先進的材料科技製作晶片，對於SoC的性能、功耗與相關指標表現，也能獲得顯著的改善效果。例如，多數行動處理器業者，已在其中/高階應用方案導入28nm或更先進製程，例如Qualcomm等重點業者，也將為旗下SoC導入20nm製程，利用更先進製程則可大幅改善現有SoC架構的產品表現。

而在目前鎖定高階應用的四核設計方案中，以nvidia選擇大核搭小核方案，大核處理負荷重的運算需求，而搭配用的小核心則處理節能或低功耗應用的運算需要。另外聯發科與ST-Ericsson在四核產品則選擇不同的設計架構，例如聯發科的四核心SoC選用ARM Cortex-A7核心，可兼顧縮減SoC的應用處理器核心、同時壓低功耗，也能為SoC騰出更多封裝空間進行更多異質核心整合需求。

而ST-Ericsson四核方案則利用自有28nm製程搭配可支援動態調整之核心驅動電壓、運作時脈，達到有效控制運算效能與元建功耗的設計目的，而ST-Ericsson的新一代SoC在高效能驅動應用情境下，可達到2.5GHz運作時脈，而在低功耗運作情境下可以利用800MHz作為外部時脈，對於性能提升與功耗改善有相當大的助益。