嵌入式邁向智慧 RISC闢蹊徑佈局有成
- DIGITIMES企劃
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嵌入式統走向智慧化，過去以低功耗與精簡架構為訴求的RISC，持續在未來趨勢扮演重要角色，面對X86的強勢競爭，RISC將以本身特色，成為底層節點的主力技術，與x86技術互補，一同打造完美的嵌入式系統。
目前RISC架構系統，在軟硬體的標準化及系統規格化上仍有努力的空間，但長期在工業自動化等專業領域上耕耘的成績，仍讓ARM等RISC架構系統在此部分仍占有相當優勢；除此之外，廠商也針對RISC架構系統的優勢來開發新應用領域，而在通訊等技術大幅提升的同時，ARM等RISC架構系統也逐漸在新領域開發新商機，走出不同的路。
高效高耗能 模糊差異化
以ARM架構為中心觀察，在工業應用領域與過去的要求，也因為技術的進步而產生質變。過去針對ARM等RISC架構系統的要求，僅要求其可以「穩定地」執行「一項工作」，如此單純的需求也成為工業自動化使用者對ARM架構系統的既定印象；但近期因為智慧型手機等消費性電子的需求提升，ARM架構的處理器逐漸發展成高效、多核心設計，而應用也從傳統的單純邁向多工、多元化，這也讓其逐漸趨近於傳統認知中的x86架構系統，造成使用者應用概念上的混亂。
部份處理器廠商，追求在ARM架構下的高效能應用，甚至是3D影像或Full HD的處理效能，但這反被視為混淆了ARM等RISC架構系統的真正優勢，原因在於影像的處理需求，可能在遊戲機台或數位看板應用上存在，但在精簡型嵌入式應用上可能卻不是那麼重要，ARM等RISC架構系統雖然可能在處理器的計算能力上有所限制，但在其他如功耗和體積等部分卻可以補足它的不足。
ARM架構系統在傳統的工業自動化領域，目前仍無法取代，尤其在經濟型機種部份，近來ARM架構的效能提升後，在應用上更受客戶期待，希望能導入至其他中階甚至高階應用，不過這卻引發另一層隱憂，因為效能與功耗永遠成正比，目前部分ARM的多核心處理器雖然效能愈來愈強，但相對的功耗也節節升高，甚至有些多核心的ARM處理器上還需要類似散熱片的解決方案處理，這就已經與傳統認知的低功耗所差甚遠。
有業者憂慮，如果效能再持續提升的話，很可能連風扇都必須加上去，如此一來將無法與x86區隔，尤其進來加上x86系統在功耗上也開始有所著墨，更造成兩者的距離更是模糊，因此在RISC架構系統的設計上，絕對不能陷入效能極大化思維的迷思，「應用最適化」才是必須優先考量的重點。
強化優勢 搶攻利基市場
ARM等RISC架構系統的另一項優勢，是在於系統的反應時間，很多嵌入式系統的應用，即時反應是選擇系統的一項重點考量，像是車載應用，必須在引擎啟動後立即進入狀況，根本不可能像個人PC一樣等它進入作業系統，雖然像目前在消費性應用上，x86架構因Ultrabook技術的發展，讓系統開機更為迅速，但在系統反應上仍是不敵ARM架構系統，這也讓ARM等RISC架構系統在相關領域中屹立不搖。
從功耗與反應速度面向來觀察，ARM等RISC架構系統在嵌入式應用上，的確仍存在相當優勢，但在軟硬體配合上還是較差，似乎這也是目前ARM架構系統應用的極限，因此業界均認為，與其追求系統上的高效，ARM等RISC架構系統還不如在專長上拓展新領域應用較有價值。
目前在系統智慧化與整體連結上，ARM等RISC架構系統均有可著力之處，由於系統智慧化的重點，在於不論何時、何處均能蒐集資訊，透過感測系統整合、分析資訊，資料的「巨量化」將會成為新的課題，如何能夠在系統上進行初步的整合與決策，將可降低後端資料中心的負擔，也讓系統智慧化增加效率，因此如何管控、分析及面對巨量資訊的整合，將會是相當重要的議題。
ARM等RISC架構系統可以作為一個「中介型」的智慧裝置，這對建構整體系統的智慧化，將有相當大的幫助，這也是近期業界所重視的雲端運算的應用模式，因此「節點智慧化」的應用模式，將有機會成為ARM等RISC架構系統應用的新面向。
舉例來說，像是智慧電網從發電、配電到用電端，各類感測設施均會提供資訊，如果要將資訊分門別類，甚或是初步分析或即時性的決策運用，Smart Node（智慧節點）的機制將是一個重點，因為這樣的節點需要運算能力，要能思考，更能對蒐集到的資訊做初步的分析，甚至是一些需要時效的決策行為，就直接在節點上決定，RISC架構系統可以充作系統智慧化的Smart Node，透過M2M的機制，不但是蒐集資訊，也可針對現場的狀況做初步的分析，甚至是緊急應變均可在Smart Node上發生，這樣的決策，如果回到最上層進行決定，不但增加後端系統的負擔，也不足以因應時效，因此節點智慧化的價值就在這裡產生。
系統全面感知 智慧化整合介面
在未來系統智慧化的環境上，這類Samrt Node的建置勢為必然，這種大量應用的環境，將是ARM等RISC架構系統上可著力之處，擁有功耗、體積等優勢，ARM架構系統在此領域競爭力非常高，尤其像M2M這樣的機制，更適合以ARM等RISC架構系統進行規劃，因為這樣的系統不需要極高的運算能力，但由於必須廣泛布建，功耗要求絕對是優先考量；此外因布建的環境複雜性，簡約體積與穩定操作也是必要條件，這對ARM來說，絕對是市場先機。
此外，以雲端運算的概念來看，雲端內的「智慧」通常是分等級，這也是讓ARM等RISC架構與x86等CISC架構系統能整合運作的環境，在雲端運算架構中，入門級水準的智慧系統，基本上都將會是ARM的天下，而進階到高階運算需求，則由x86來進行。
由於系統智慧化必須考量最適化應用，一家獨大的可能性微乎其微，未來ARM等RISC架構將由從現有的應用向上延伸，與x86攜手，打造出全新的嵌入式架構，而這種分散式運算的架構，透過通訊等介面形成智慧化系統，會是RISC的全新應用模式，這也會是ARM架構系統因本身的特質，所能衍伸出的最佳化應用。」
化身底層支柱 扮演吃重角色
進到工廠自動化應用，ARM等RISC架構系統未來還有「跨平台應用」的特色。傳統在工廠自動化的現場端，使用的通訊介面通常是RS-485等現場匯流排，在系統智慧化的發展下勢必需要透過調整讓決策端與現場端直接溝通，不過這些調整必須建設在與舊有系統的互通之上，因此必須透過特殊設計的介面，讓傳統的通訊系統「IP化」，使之能與後端進行溝通。
在系統智慧化上，異系統的溝通與介接相當重要，前文提到的Smart Node就必須有中介溝通的設置，讓各類I/O進行IP化，讓系統整合規格標準，讓無縫連結可直接成真。
除了工廠自動化應用外，IP化的裝置將會出現在各領域應用中，以ARM架構系統來進行這種類似於中介統合的角色，的確是相當適合，它也將是促成系統智慧化的重要媒介之一，ARM架構未來在智慧化嵌入式系統的位置會是在最底層，因此也會是建置數量最多的裝置，其角色將會持續吃重。
