智能終端時代:魔幻化才剛剛開始
2012年5月3日,三星電子在英國倫敦正式發布GALAXYS III系列智能手機。這款旗艦智能手機搭載了Android™4.0操作系統,Exynos4412四核處理器,頻率達到了1.4GHz,GPU采用Mali400MP。GALAXYSIII會在6月9日登陸中國。
GALAXYSIII一出,ZOL、PConline等媒體的測評報告顯示:憑借三星自主研發的Exynos 4412四核處理器(ARM®Cortex™-A9)與四核ARM Mali™-400MP圖形處理器,GALAXYS III硬件方面已經達到巔峰。

GALAXYSIII
智能時代,硬件狂奔
隨著智能化浪潮的不斷演進,消費電子產品領域的競爭變得更為激烈——只有不斷靠近智能化,才能在競爭中取得先機。iPhone與諾基亞、富士與柯達,三星與爾必達,越來越多的“新貴”將“老皇帝”們掀翻,多方跨界的大幕早已拉開。
在這個大趨勢中,電子產品的性能開始高速狂奔,這不能不引起我們的關注。首先,便攜消費電子產品多核化趨勢明顯——在服務器、個人電腦等傳統領域之外,自2010年起,多核處理器已開始被廣泛應用于平板電腦和智能手機等移動設備中。隨著ARM架構多核處理器技術的不斷更新,ARM仍將繼續引領多核嵌入式技術的發展。
廠商開始擁有更多的產品定制選擇,多核產品的業績隨之快速成長。隨著2012年Android系統升級為4.0之后,單核處理器無法帶來流暢的運行體驗,Android平板電腦的硬件競賽也已經全面進入多核處理器時代。如今,卓越的3D性能和1080p分辨率下的游戲應用成為了吸引用戶的王牌,圖形處理器的重要性被凸顯。
目前ARMMali-400MP圖形處理器放量迅速,在中國地區尤為明顯,ARM中國區資深市場經理鄒誠預測:今年全球超過40%的Android平板電腦將內置Mali,Mali在Android平板電腦上的GPU市場份額已經迅速上升到第一位。
第二個趨勢是高配置標準化,由于AppStore商業模式逐步成熟,手機/平板等便攜移動終端成為了用戶最主要的裝置,大量的決策以及娛樂需求都將在手機/平板上實現。以智能手機為例,“多核”CPU、“1GHz”頻率,觸摸“大屏”、“高像素”攝像頭,已經成為了智能手機的標配。而本次GalaxySIII又將硬件拔高了一層。
應用越來越強,一直在敦促更高的配置。隨著互聯網的進一步發展,很多網站都加載了HTML5、FLASH等插件,瀏覽的負載特別大,從某種意義上說,智能設備硬件高配化可以說是市場需求驅動的結果。事實上,以ARM的Cortex-A7、A9以及最新的A15發布進度來看,ARM的芯片演進路線圖發展其實是越來越快,在應用處理器(AP)方面,ARM與其合作伙伴在對高性能半導體的追逐從沒停止過。
SoC廠商Rockchip(瑞芯微電子)CMO陳鋒向DVBCN記者表示:從目前多個終端的發展速度來看,新興消費電子產品平板電腦的軟硬件提升速度較快;智能手機作為用戶最重要的決策以及娛樂終端,體量巨大、發展快速,將一直是所有廠商關注的焦點;此外,家庭娛樂多媒體平臺潛力巨大,蘊含巨量產值。

Rockchip近期推出的Rk3066SoC處理器,采用雙核Cortex-A9架構+四核Mali-400MP圖形系統,性能較Rockchip的上個產品RK29/30系列拔高明顯。在陳鋒看來,高配置的趨勢將繼續深化,“摩爾定律”將繼續帶動芯片產業的白熱化競爭。
圖形技術,魔幻之門
原僅屬于計算機行業的GPU,如今進入嵌入式領域,成為智能終端SoC的標準配置。僅以用戶體驗來講,廠商的第一要務就是定制出完美的人機界面,流暢的演示炫目的3D圖形。3D圖形作為視覺媒介的主流表現方向,未來將成為智能終端的基本顯示形式。
“小屏”、“中屏”、“電視屏”,智能化的席卷之勢已成。僅以智能電視領域為例,在沿用智能手機的AppStore模式之后,用戶收視模式開始出現質變:在基于Android/iOS/Windows/Linux/STVOS等平臺之上,智能電視的維護、軟件復用、商業模式、差異化應用開發都變得非常便捷。大量的開發者加入到Apps的生態系統,這對傳統數字電視造成的影響與當年Skype業務對通話業務的沖擊如出一轍。
某Samsung的供應商向DVBCN記者透露:“GALAXYS III作為三星的旗艦產品,一向是追求尖端應用、尖端性能。這也是本次推出四核處理器(ARM®Cortex™-A9)與四核ARMMali™-400MP圖形處理器的原因。”該人士還表示:事實上,從半導體層面上來看,手機、平板電腦以及智能電視僅僅是分辨率的差異,智能芯片的機制并不會因此而改變。
在用戶體驗方面,UI用戶界面的圖形顯示是廠商競爭的基礎。以目前主流系統Android為例,要順利的運行各種UI,就需要配置足夠性能的GPU產品。據資料表明,三星與ARM有著長期的合作,有觀點認為,這是由于選用Mali產品更有利于其GPU/CPU方案的整合,這樣亦能保持高系統兼容性以及高效的圖形能力。

從GLBenchmark的跑分數據來看,在Mali-400的支持下,終端的圖形能力又被拔高了一個檔次
據臺灣資策會(MIC)估計,在未來智能電視市場將繼續放量,未來兩年間世界智能電視/STB的出貨量將以每年64%的速度迅猛發展,芯片供應商Mstar、MTK傳統兩強仍將占據超過80%的份額。有業內人士預測:智能電視市場經過2011年充分預熱,預計2012年中國智能電視出貨量將超過1000萬,Mali的份額將高達90%以上。
視覺作為用戶的第一大感官,廠商當然會將所有努力都匯聚于此。隨著“智能化”開始侵入“電視”這一最后的技術洼地,魔幻的視覺體驗即將到來。
系統兼容,關乎成敗
一直以來,電池技術都是便攜式終端的瓶頸——越來越“酷炫”的應用和網頁成為了耗電大戶,這種“一日機”的現象雖然造就了很多晚間準時回家充電的好青年,但這顯然不是各個終端廠商所愿意看到的。
在電源技術取得突破性進展之前,SoC廠商仍將繼續在節電方面大費心思。據悉,三星半導體的Exynos4412是quad-core,但存在節電程序,會自動控制使用CPU核數,甚至還會出現triple-core。HTC產品ONEX是Cortex-A9架構的Tegra3在ARM標準四核基礎上加入一顆協處理器,動態待機僅協核運行;運行高性能應用時,按需逐個開啟主核,同時關閉協核心,切換延遲不超過2ms。

目前芯片廠商節能降耗的手段都著力于工藝和機制上:Rk3066SoC處理器使用了金屬柵極技術,該工藝下芯片漏電量降至最低,頻率最高能達到1.6GHz,Rk3066SoC的功耗可以動態調整,不同運行強度下可在0.9V/1.2V電壓切換,合理分配功耗。

此外,在Mali-400MP之后,新一代產品Mali-T600MP系列又一次登上了技術的巔峰,該產品率先支持未來的先進標準,例如OpenGLES3.0(代號Halti),OpenCL1.1FullProfile,MicrosoftDX11,Googlerenderscript等等。其計算能力足以勝任Windows8、Android4.0/5.0等未來主流操作系統。Mali-T600MP較當下主流嵌入式GPU有著本質的拔高,其性能至少提升了5倍以上,更高的性能給用戶全新的游戲體驗。該產品作為第四代Mali嵌入式圖形IP,是專為滿足GPU上的通用計算(GPGPU)需求而設計。
據陳鋒介紹:所有的廠商都在尋找硅片面積(功耗)與性能之間的平衡,3066處理器A9+Mali的ARM體系組合,在軟件、驅動、適配性上都得到了提升,開發過程也得到簡化。由于ARM在華的份額持續增長,其中國研發中心為Rockchip提供了重要的技術支持,帶來了較多的便捷。
據傳,ARM在中國的研發中心將繼續擴大,為包括芯片、系統、游戲等產業鏈中的合作伙伴提供整體的技術支持,進而幫助嵌入式3DGPU生態系統不斷成熟、壯大。
IC設計是典型的資本密集型行業,開發周期往往至少長達1年,隨著國家“863計劃”、“新18號文”、“973計劃”等戰略項目的穩步推進,我國IC設計廠商發展開始進入快車道。在未來,在中國本土終端廠商的本地化支持下,Rockchip等具備核心專利的上游半導體企業將越來越多。
通用核心,未來之路
一直以來,人們一直在尋找各種加速圖像處理的方法,然而受到CPU本身在浮點計算能力上的限制,對于那些需要高密度計算的圖像處理操作,傳統CPU常常力不從心。隨著可編程圖形處理器單元(GPU)在性能上的飛速發展,利用GPU加速圖像處理的技術逐漸成為研究熱點。
在未來,GPGPU(GeneralPurposeGPU,通用計算圖形處理器)將是圖形技術的發展方向。該技術可使得CPU運算非常復雜的序列代碼,而GPU則運行大規模并行應用程序。有業界觀點認為,CPU與GPU的構架終將走向融合。
2009年,微軟發布的windows7即利用DirectXCompute將GPU作為操作系統的核心組成部分之一,欲提升GPU在硬件使用的價值。DirectXCompute就是微軟開發的GPU通用計算接口,欲統一GPU通用計算標準。
IC巨頭很早就開始在GPGPU領域布局:ARM早已擁有完整的CPU/GPU構架系列方案;AMD收購ATI,掌握了覆蓋處理器、芯片組、顯示芯片的完整產業鏈;Intel收購Havok,旨在提升其物理模擬引擎的技術實力;顯示芯片廠商NVIDIA也開始涉足通用計算領域。
在硅片面積越來越緊張的今天,增強CPU與GPU的協同性是在現有體系下挖掘處理器潛能的好方法。在未來,芯片企業將在CPU/GPU方向繼續擴展,利用GPU軟件接口將CPU運算任務分配到GPU,增強通用芯片的計算效能、充分挖掘SoC的性能潛力。
有預測表明,未來消費電子產品將在2015年左右規模部署GPGPU,芯片的性能將持續性提升,其覆蓋的產品也將更加廣泛。



