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筆電螢幕越趨細膩 結合USB Type-C與變形化外觀

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行動處理器均針對不同CPU?GPU核心做頻率?電壓調校。ARM?Intel?AMD
行動處理器均針對不同CPU?GPU核心做頻率?電壓調校。ARM?Intel?AMD

多年前筆記型電腦也陷入了多核心CPU的架構戰。系統廠借助最新半導體製程技術,新世代行動處理器晶片整合高效率變壓電路,針對記憶體控制器、繪圖晶片到周邊單元電路的電壓調控,甚至直接以無散熱風扇(Fanless)輔以薄型化面板技術,來打造新一代變形?二合一筆電,與早邁向多核心的智慧手機、平板等行動裝置,一爭功耗效能的王座。

英特爾?超微筆記型處理器

英特爾?超微針對筆記型電腦的行動處理器規格列表。(Intel?AMD)

英特爾?超微針對筆記型電腦的行動處理器規格列表。(Intel?AMD)

目前已有8家廠商、22種中高規ChromeBook筆電供消費者選購。Google

目前已有8家廠商、22種中高規ChromeBook筆電供消費者選購。Google

2015年1月,Intel發表最先進14奈米FinFET製程打造的Core M(原始代號Broadwell)行動型處理器,從Core M-5Y10/5Y10a/5Y10c/5Y31/5Y51/5Y71六個型號,時脈從800、900MHz到1.1、1.2GHz,採2~4核心設計,內建Intel HD Graphics 5300繪圖核心,CPU晶片與周邊南橋(PCH)用MCP構裝成單一SoC實體晶片,熱功耗僅4.5W,可以用散熱片或熱導管的無風扇散熱設計(Fanless),設計出更輕薄、安靜的變形筆電、超極致筆電(Ultrabook)。

2015年第1季Intel發表第五代Core i3/i5/i7-5xxx系列處理器,採用跟Core M相同的14nm FinFET製程,均為2核?4緒版本,並依不同系列有2~2.5GHz、1.6~2.9GHz與2~3.1GHz的時脈頻率選擇,設計熱功率15~28W。Core i3系列內建3MB快取記憶體,設計熱功率內建Intel HD Graphics 5300圖形處理技術,渲染執行單元增為24個;Core i5系列內建3MB快取記憶體,內建Intel HD Graphics 5500圖形技術,以及具備48個渲染執行單元的Intel Iris Graphics 6100的選擇。

Core i7則內建4MB快取記憶體,以及均為48個渲染執行單元的Intel HD Graphics 6000,以及Intel Iris Pro Graphics 6100圖形核心的選擇。以上圖形核心均支援Direct X12、Open CL 2.0、Open GL 4.3與Open GL-ES 3.1規格,4K螢幕與三顯示器並行輸出的能力。同時筆記型Corei3/i5/i7均為雙通道DDR3L 1333/1600或LPDDR3 1600/1866記憶體的設計。

Inte第四代架構的Atom處理器Z36XX/Z37XX(代號Bay Trail),以22nm製程技術搭配3D立體閘極電晶體製造,具備四核心架構,內建2MB L2 Cache設計,工作時脈頻率為1.91GHz,熱功耗設計(TDP)為5~10W。它整合LP-DDR3/DDR3L記憶體控制器、SD 3.0與eMMC v4.51(HS200)讀卡機介面,涵蓋高I/O連線能力,可作為Android或Windows 8.1低價平板電腦的核心。

AMD的加速處理器(CPU+GPU -> Accelerated Processing Unit;APU),受限於其協力晶圓代工廠格羅方德(GlobalFoundries)切換16nm成品良率的不順遂,2015年仍以28nm製程絕緣矽(SOI)製程的Kaveri-2Core+1FP雙核心共享1組浮點運算單元的配對模組基礎,但透過高密度線路設計庫的重新線路繪製與優化,微縮23%矽晶電路面積的Carizzo新核心,同樣具備高效能與低功耗的特性;並導入同Radeon 8000系列等級的GCN繪圖核心架構,依所搭配的圖形核心技術與熱功率設計(10/15W、17W、20W/35W),而分有E1、E2、A4、A6、A8與頂級A10處理器,以1/2/4核及DDR3L-1333/1666MHz、DDR3-1600/1866MHz雙通道記憶體控制器的區別等,設定目標則為Intel第四代Core i(Haswell)處理器。

AMD也開發像是由APU內建GPU,與筆記型電腦獨顯GPU晶片協力運作的Radeon Dual Graphics技術:無需配備觸控螢幕,也能透過手勢動作操控的Gesture Control技術、Face Login臉部辨識功能,以及Wireless Display無線影音畫面傳輸技術。另外AMD也預定發表三款僅4/4.5/8W的A10 Micro-6700T、A4 Micro-6400T、E1 Micro-6200T處理器,以針對當紅的智慧手機來因應。

多核心行動處理器的節能設計

過去x86架構的CPU,仰賴半導體製程的進化,壓低電壓來維持熱功率,但終究還是遇到CPU廢熱提升率高於效能提升率的功耗之牆;因此各CPU廠以半導體IC製程或封裝技術,將兩顆、四顆、八顆等對稱方式疊加起來的同質多核心(Homogenous System)技術。但這種同質CPU,隨著核心數量增加到一定數量後,仍會面臨到效能無法持續延展的瓶頸。異質性多核心系統(Heterogeneous System)則由各種應付不同類型工作負載的異質性核心所組成,藉由顛覆傳統的程式碼撰寫機制,依不同核心特性做運算分派與效能最佳化,可以確保效能持續延展下去。

同時像英特爾(Intel)、超微(AMD)紛紛發表像是Intel Turbo Boost、AMD Turbo Core等技術,以總功耗管制的概念,依不同CPU核心?線緒(Thread)的負載去動態調整。像是四核心CPU執行四線緒密集工作時,每個CPU核心僅允許小幅度超頻(甚至不能超頻);當只用到雙核甚至單核心時,可針對正在負荷的CPU核心做較大幅度的超頻,其他未用CPU核心則降頻甚至關閉,在執行效能與總體功耗取得較完美的平衡。

2015筆記型電腦市場趨勢

經過了微軟停止對Windows XP服務下帶來的2014年Q4的換機潮,以及微軟與各品牌廠商合作的低價筆電等刺激方案,TrendForce、IDC、Gartner均指出,2014 年筆記型電腦市場,整體筆電出貨量達1.75億部,較2013年成長 3.6%。而預料2015年筆電市場的變動,將從Google Chrome vs Microsft Windows、朝越來越細膩的螢幕畫質(Retina 2K->4K)、USB Type-C與外觀變形化發展。

谷歌(Google)自2011年就聯合三星、宏碁推廣299~399美元的Chromebook筆電,起初使用11.6~12.1吋螢幕,Intel Atom處理器、2GB RAM以及僅16GB SSD的設置,主要搭載Chrome OS,以網路瀏覽、雲端儲存為主要應用,較同規格Windows筆電便宜120~150美元。初期玩家對Chrome筆電用低規處理器、僅16GB儲存空間頗有微詞,Chromebook首年出貨不到200萬台,但隨著吸引到一些新興市場與教育市場,Chromebook出貨量開始增溫。

谷歌自己推出Chromebook Pixel,以配置12.85吋2560x1700超高解析度IPS多點觸控螢幕、配置Intel Core i5或i7筆記型處理器、16GB RAM、USB 3.1 Type C週邊埠,32/64GB固態硬碟配置與自家1TB雲端硬碟空間;機身厚度僅1.5公分,重量1.5公斤,售價依有無附加4G LTE,從999~1,299美元不等。各筆電也將處理器、螢幕規格適度提升,像是儲存空間從32/64/128GB起跳,使用Intel Atom甚至多核ARM Cortex處理器。所有Chromebook均附贈谷歌100GB雲端硬碟空間2年。

宏碁於去年耶誕節前夕推出Acer Chromebook 11/13/15,搭配NVIDIA Tegra K1高效能4+1核行動處理器,配置1366x768、1980x1080解析度面板、32/64GB eMMC/SSD儲存空間。華碩也推出能平板、筆電二合一的Chromebook Flip機種,至今有宏碁、惠普、戴爾、東芝、三星、海思、海爾等多達22種Chromebook、Chromebox等筆電、迷你PC、AIO一體機等機種,售價則依螢幕尺寸、處理器?週邊規格配備,從149美元起跳到1,299美元,但主要價格帶約199~349美元。

微軟2014年底聯合像HP推出8吋Intel Atom處理器的平板,搭Windows 8.1作業系統,售價200元起跳,仍比一些動輒從149美元起跳的ChromeBook貴。

據TrendForce、IDC、Gartner、DIGITIMES Research等市調機構均指出,2014年全球傳統PC(桌機+筆電+變形筆電&Ultrabook)總出貨量約3.2億台,其中變形筆電&Ultrabook等超行動裝置出貨量達6,200萬台,成長幅度最高。傳統筆電出貨量僅1.75億台。2014年全球筆電品牌排名,依序為惠普、聯想、戴爾、華碩、宏碁、蘋果。

開創變形平板、變形筆電先河的華碩,終於在2014年以11%市佔首度超越宏碁。而經過2013年大幅虧損、大幅打消庫存攤提而元氣大傷的宏碁,整體筆電出貨量雖無大幅成長,但押寶Chromebook的策略,使其仍維持市佔第5。我們也預料雙A長年的競逐與纏鬥將會更加激烈。

而蘋果藉由轉向Intel架構處理器,頻頻以先進螢幕週邊規格,像率先使用Retina視網膜技術的13吋(2560 x 1600)、15吋(2880x1800)的MacBook Pro筆電,重量僅0.92公斤、12吋(2304 x 1440解析度)且採用Intel Core M處理器的超輕薄筆電等產品,加上積極的價格調降策略,使市佔排名從2013的第8爬升兩名到2014的第6位。

這些研究機構均指出,筆電將朝向高解析度畫面邁進,而整體筆電市場能否走出2014的陰霾,將取決於微軟Windows 10是否能準時如預定時程,於2015年第4季出貨。至於主打低價、簡易工作雲端應用Chrome筆電,以BestBuy、Walmart、AMAZON、STAPLE、Office DEPOT、Google等大賣場或網路市集的通路模式進行銷售,在2014年全年出貨量約520~600萬台。

而預估2015年在高規格Chromebook的推出,以及Android 5.0手機?平板等行動裝置的普及下,Chromebook/Chrome-Based PC出貨量將達1,100~1,200萬台。微軟Windows 10屆時如何搭配平價中小尺寸筆電,其OS搭售策略將會是Chromebook/Chrome-based PC能否加速成長的重要關鍵。

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議題精選-COMPUTEX 2015