Silvermont System Agent Thermal Budget Adv Retention Power Sharing Core Gating big.LITTLE Bay Trail 八核心SoC 英特爾

英特爾/ARM隔空較勁 平板SoC再掀規格大戰

2013-10-28
平板SoC戰火更形猛烈。隨著平板需求持續增溫,英特爾和安謀國際兩大陣營近期皆爭相擴張晶片陣容,前者已祭出22奈米製程搭配新微架構的多核心SoC,加速進軍平板市場;後者則強打big.LITTLE混搭架構,協助授權廠商加速發展八核心方案。
為反擊安謀國際(ARM)行動處理器陣營,英特爾(Intel)正奮力一搏,除以22奈米三閘極(Tri-gate)電晶體技術打造新一代Silvermont微架構外,更首度結合PC處理器設計概念,在行動系統單晶片(SoC)--Bay Trail中內建Silvermont System Agent,以偵測所有核心使用電力和發熱狀態,並動態指揮核心開關與效能調度,從而兼顧平板的高效能和低功耗運算任務。

因應英特爾新一波攻勢,安謀國際也加強推廣旗下big.LITTLE大小核心混搭架構,並積極拉攏三星(Samsung)和聯發科等應用處理器大廠,以協助其克服下世代八核心SoC的電源管理技術挑戰,防堵英特爾壯大勢力版圖。

隨著英特爾與安謀國際再度挑起戰端,雙方陣營的平板SoC規格可望在2013年底呈現一番新風貌,並將持續加速演進,使市場戰況更趨白熱化。

英特爾Silvermont顛覆平板SoC微架構

圖1 英特爾亞太產品行銷營運部產品行銷經理曾立方指出,Bay Trail將導入亂序執行和顯示器自動省電技術。
英特爾亞太產品行銷營運部產品行銷經理曾立方(圖1)表示,英特爾科技論壇(IDF)今年的焦點之一,係英特爾最新行動SoC--Bay Trail,其搭載全新Silvermont微架構,以及各種可優化平板裝置影音品質和待機時間的先進技術,將有助英特爾在行動裝置晶片市場吹起反攻號角,逐步擴大市占率。

事實上,處理速度、繪圖能力和功耗已成處理器廠的競逐焦點,但要兼顧上述要素不能只靠增加中央處理器(CPU)核心,須將視野放大至整個SoC設計,包含繪圖處理器(GPU)、影像訊號處理器(ISP)、電源管理單元(PMU)和記憶體的協同運作缺一不可。

因應更複雜的SoC管理需求,曾立方強調,英特爾新一代22奈米Silvermont微架構即沿用PC處理器設計概念,發展出全新Silvermont System Agent和核心功耗共享(Power Sharing)機制,同時以22奈米先進製程提高功能整合度和縮減功耗,將使SoC每瓦效能大躍進。

Silvermont System Agent從英特爾PC晶片組中移植相關技術過來後,可做為SoC總指揮統一管理內部核心,再搭配功耗共享技術依CPU、GPU、ISP、相機和顯示面板等功能區塊的熱預算(Thermal Budget)動態開關核心,可實現最佳效能配置,並將SoC總耗電量和發熱控制在一定範圍內,延長裝置使用時間。

Silvermont與高通(Qualcomm)Krait微架構,以及異質系統架構(HSA)標準頗有異曲同工之妙,均強調SoC核心協同運作,而非一味追求CPU核心數量。曾立方認為,儘管已有數家競爭對手展開八核心布局,但目前英特爾四核心方案的影音編輯和3D遊戲性能仍大幅領先,足見核心數並非關鍵,未來英特爾將持續追求更優異的SoC系統設計,並在下一代14奈米Airmont微架構中導入更先進的核心管理技術。

另一方面,安謀國際則全力壯大big.LITTLE大小核混搭架構發展,並加速朝八核心產品邁進。

ARM壯大big.LITTLE戰力

圖2 安謀國際處理器部門市場行銷策略副總裁Noel Hurley提到,在效能相當下,ARM處理器僅耗費x86方案40%用電量。
安謀國際處理器部門市場行銷策略副總裁Noel Hurley(圖2)表示,相較於英特爾行動SoC,ARM-based應用處理器的優勢在於功耗及設計彈性,不僅對縮減系統耗電量大有助益,亦可幫助品牌廠拓展不同應用與價位的產品線;不僅如此,隨著混搭Cortex-A15及A7核心的big.LITTLE技術問世,安謀國際更可兼顧多核心SoC的功耗與效能表現,加速催生次世代產品。

Hurley強調,英特爾產品競爭力主要來自其領先的製程技術,但單純就行動SoC及系統節能設計來看,仍是安謀國際的實力較堅強;例如其近期才在SoC中導入類似動態電壓頻率調整(DVFS)的CPU核心電源管理技術,但安謀國際早在2005年就提出該類方案,並於2009?2013年陸續增加Core Gating、big.LITTLE及Adv Retention等新技術,足見安謀國際在SoC功耗設計方面仍遙遙領先英特爾二個世代以上。

事實上,安謀國際近來正不遺餘力推廣big.LITTLE多核心處理器架構,並成功取得聯發科、三星和富士通半導體(Fujitsu Semiconductor)的青睞,全速協助客戶開發四核心以上的SoC,以鞏固其在行動處理器矽智財(IP)授權領域的龍頭地位。如今,big.LITTLE無疑已成為八核心晶片重要推手,除三星率先於今年初打響第一砲外,聯發科亦緊跟在後,將於今年底秀出新款big.LITTLE八核心行動SoC。

Hurley指出,不同於競爭對手只著重於減輕處理器耗電量的思考模式,ARM一向以降低整個行動裝置系統功耗為出發點,持續打造新一代更省電卻又不犧牲效能的CPU核心技術,將有助終端品牌廠研發續航力更長的產品,並帶給消費者優異使用體驗。

安謀國際多媒體處理器部門產業合作暨行銷副總裁Dennis Laudick補充,該公司亦投注大量資源發展Mali系列GPU及影像處理器(VPU)核心,期增強授權合作夥伴的SoC圖形演算能力,以催生下世代行動裝置。

Laudick認為,隨著行動裝置解析度不斷翻升,SoC廠的研發重點將逐漸偏重影像處理,並將加強CPU與GPU的協同運作,如透過HSA標準串連SoC內部核心,以將任務分配到適合的核心做運算,減輕系統功耗。

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