行動應用持續發燒 處理器架構競合更趨白熱化

AMD將推SkyBridge產品計畫，將整合x86與ARM運算核心，提供可相容兩大運算核心生態系的應用方案。AMD

桌上型電腦、筆記型電腦站穩多年領導地位的x86架構處理器，在智慧型手機、平板電腦市場持續進逼、與桌機？筆電成長趨緩雙重影響下，也逐步朝結合ARM架構優勢搶攻原有ARM架構處理器應用市場，而ARM架構處理器亦透過多核或異質核心整合，積極進佔筆電？桌機甚至是伺服器的處理器應用市場，兩方競爭越演越烈…

在傳統的桌上型電腦、筆記型電腦甚至是商用工作站與伺服器應用市場中，不難發現x86架構的處理器一向是這些高效運算應用常用的處理器形式，但這種市場現況已經在平板電腦、智慧型手機產品大量使用的ARM架構處理器、SoC(system on a chip)運算架構後，隨著ARM產品在多核心技術、新穎的異質核心整合優勢下，持續進逼x86原有的市場先佔優勢，x86與ARM兩方陣營正彼此透過各種競合關係，積極搶攻應用市場。

AMD加速結合ARM架構優勢  發展新款HSA架構SoC

x86與ARM處理器架構若以近期最熱門的消息來說，莫過於AMD預計在2015年推出SkyBridge專案設計框架的首款異質系統架構(Heterogeneous System Architecture；HSA)產品最為震撼，SkyBridge以ARM Cortex-A57核心搭配異質系統架構，目標鎖定伺服器、嵌入式運算、低功耗用戶端運算等應用市場，除結合x86架構與ARM架構，同時可以相容ARM與x86運算應用處理需求。

檢視AMD釋出的ambidextrous computing規劃藍圖中，可以AMD打算將x86、ARM兩種運算架構透過設計整合，在x86運算應用上以自家的Pima+處理器核心因應運算需求，由ARM Cortex-A57低功耗運算核心處理ARM應用運算，兩種異質核心應用HAS技術進行封裝整合，同時在HAS架構中並加入AMD的Graphics Core Next繪圖技術、安全技術，採用20nm製程進行開發，目標在整合一個可同時相容x86、ARM處理器插槽的SoC處理器。

x86、ARM運算應用市場  2017可達850億美元

在AMD的市場評估中，AMD預估ARM與x86架構運算產品，可在2017年達到850億美元產值，但比較可惜的是相關應用ARM與x86幾乎是對立的，ARM現有解決方案基本上無法運行x86軟體資源，而x86架構處理器也需要透過虛擬技術處理ARM相關應用，造成效能與穩定性相關影響，在AMD的SkyBridge專案概念下以先進SoC與HAS技術方案揉合ARM與x86運算架構需求，同時整合先進繪圖處理技術，開發可同時滿足ARM運算與x86運算需求的處理器產品，讓資訊產品開發商可以製造可同時應用ARM與x86軟體資源生態系的應用產品。

AMD除了SkyBridge專案的HAS架構APU處理器外，評估ARM架構處理應用在近幾年市場佔有率持續提升，也強調將持續深耕ARM架構應用產品，在ARM應用部分將規劃2016年推出研發代號「K12」的64 bit ARMv8處理器產品，即便目前「K12」產品細節尚未能確認，但可以就已發布的訊息中得知，「K12」應會以Server、embedded與semi-custom客製應用市場為主，同時善用AMD已有的各項IP方案，依客戶需求提供相關應用整合。檢視AMD的處理器推出時程，2014年AMD計畫推出因應Server應用的ARM Cortex-A57架構的Seattle產品，Seattle為28nm製程、8核心SoC。

Intel持續加大ARM架構投入力度

另一方面，同樣也是x86架構運算產品大廠的Intel，反觀AMD與ARM簽署授權加深應用合作切入ARM應用市場，Intel則傳出將與ARM晶片公司深入合作，積極拓展ARM應用市場。根據市場消息，在IDF 2014深圳場結束後，就傳出Intel將與ARM based晶片廠Rockchip合作訊息，並可能透過投資Rockchip的方式加速進入ARM架構處理器市場，消息指出投資狀況與合作細節也將在COMPUTEX 2014中公布。

除了Intel將在COMPUTEX 2014宣布投資著名的ARM based晶片廠消息外，其實Intel近幾年也用不少方式積極進入嵌入式運算市場，例如以低功耗Atom搶攻智慧型手機、平板電腦應用市場，同時也針對未來智慧型手機或行動裝置在選用處理器方案時同時會一併考量的4G LTE Modem技術方案，也同時備齊相關應用方案，但實際上在智慧型手機、平板電腦應用市場仍以Qualcomm與MediaTek使用的解決方案為大宗，Intel想以Atom解決方案積極介入非x86架構的Android應用市場，市場擴展速度並不如預期。

Intel挾x86架構優勢  以Atom推展智慧型手機應用

若以在商用處理器應用來說，Intel一向以x86架構處理器為其競爭主力，但舊有的x86架構處理器產品把重心放在性能提升方面，在低功耗或是嵌入式應用解決方案相比ARM架構應用則略顯不足，而Intel也將原先以低價筆電、桌機應用市場開發的Atom x86處理器，透過架構與低功耗優化，逐步將x86架構產品整合調校至也能支援智慧型手機、平板電腦行動裝置應用需求，

而Intel Atom為在2008年於市場上銷售，初期導入應用產品為Atom Z5xx系列處理器，主要是供應MID(Mobile Internet Device)產品的運算處理核心，緊接著推出Atom N2xx、2xx系列處理產品，主要面向小筆電(subnotebook)產品，因subnotebook挾低價優勢Atom相關處理器還推展到具雙核心、64bit運算的Atom 330產品。

Intel為防堵ARM架構產品搶食低階伺服器、網路儲存裝置市場，也推出節能版本Atom解決方案，除低功耗表現逼近ARM架構產品外，能沿用原有針對x86架構整合的軟體資產，也可減少設備系統轉換的開發成本，x86架構對於商業應用仍有極高的吸引力。相同的狀況，若放在Intel積極想搶進的智慧型手機應用市場，Atom用於智慧型手機、平板電腦的市場反應則趨於較為平淡。

Atom系列解決方案  已有多款智慧型手機採用

以最近的MWC(Mobile World Congress)2014世界通訊大會，Intel的Atom Z24x0解決方案就在多款產品種應用，其中有ASUS一款phoneblet產品即使用Atom Z24x0解決方案，也是台灣首款販售的Intel x86處理架構的Android應用裝置。

檢視Intel的Atom Z24x0系列解決方案，其實主要有Z2420、Z2460、Z2480三種版本，運行時脈分別為1.2GHz、1.3GHz與1.3Ghz，若透過Burst Mode強化，運作時脈可達到1.2GHz、1.6Ghz與2.0Ghz，在Z2460、Z2480進階版效能有一定程度的提升。同時搭配Atom Z24x0解決方案，Intel也有準備Intel XMM6260、Intel XMM6265搭配用的基頻處理器。

觀察Atom Z24x0解決方案在降低功耗上的努力，可以發現Atom除了舊有的C6電源狀態，還可搭配S0i1與S0i3 2種省電模式，其中S0i1為應用在螢幕開啟、用戶非使用裝置互動狀態下，此時可以利用S0i1將SoC大部分區域設定power gated狀態來降低SoC內的電晶體功耗；至於S0i3為一般待機應用的電源節約狀態。在S0i1與S0i3節電模式下可以較S0模式更省電，同時兼具系統低喚醒時間表現。

有趣的是，Atom Z24x0在Z2460、Z2480兩種進階版本中加入Burst Mode超頻模式，可透過解決方案外部時脈提升加強整體運算平台的處理效能！在Burst Mode中，Atom Z2460和Z2480超頻時脈最高可達1.6GHz、2.0GHz，但Burst Mode超頻模式只能在處理器溫度90度以內才能開啟，可因應需要高效處理的大型電玩應用需求。

Android平台對ARM、x86積極優化  相容性與穩定性均大幅提升

換個方向想，其實在目前使用ARM架構處理器用量相當大的智慧型手機、平板電腦，大多會搭配Google的Android嵌入式作業系統，而在Google釋出的SDK(Software development kit)、NDK(Native Development Kit)開發套件，目前已能支援ARM、MIPS、x86三種處理器架構，而三種架構中仍以MIPS支援較少，ARM最完成、x86次之，而x86為增加早期Android應用程式相容度，也有提供Binary Translation即時轉譯支援，讓x86架構處理器整合的Android運行環境，也能提升早期應用程式的相容度。

即便目前Android在應用生態系中，由於在嵌入式系統已對ARM與x86均有進行最佳化整合，x86在Android應用的相容性並不會遜色太多，而兩者在處理器架構的應用優勢也因為相關技術方案各方面提升，使得兩個陣營專長差距越來越小，但實際上市場仍預期x86架構處理器仍會是PC應用市場主流，而在ARM架構應用處理器仍可站穩行動應用市場應用主流，兩個陣營間的競合關係仍值得持續投入關注。