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操锁胥
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1 應用於多媒體行動設備的多核心系統晶片設計趨勢曾紹崟資訊與通訊研究所中華民國 100 年 8 月 11 日

2 NTT docomo Vision 2020 投影式顯示 / 軟性電子穿透式顯示 3D 顯示無線 / 行動通訊線上同步口譯資料來源 :NTT docomo, 通推小組整理,2011/3 2 page 2

3 TI: 未來的手機為整合生活工作工作娛樂於一身的裝置資料來源 : TI, 通推小組整理,2011/3 3

4 受歡迎的應用程式資料來源 : 4

5 受歡迎的應用程式 5

6 主要處理器業者產品分析 6

7 TI 應用處理器發展藍圖晶片上市時間 34x0 36x 目前目前 1Q 11 NA 3Q 12 3Q 12 時脈 (Hz) 600M 720M~1.2G 1G 1.5G 2G/core 2G/core ARM CPU 核心 Cortex-A8 Cortex-A8 Cortex-A9 Dual Core Cortex-A9 Dual Core Cortex-A15 Cortex-M4 Quad Core Cortex-A15 Cortex-M4 Quad Core GPU 核心 PowerVR SGX530 PowerVR SGX530 PowerVR SGX540 PowerVR SGX540 PowerVR SGX544MP PowerVR SGX544MP 製程 65nm 45nm 45nm 45nm 28nm 28nm 終端產品 Moto Droid Palm Pre Nokia N900 Moto Droid Pro Palm Pre 2 三星 i9003 RIM Playbook LG Optimus 3D --- 智慧型手機平板電腦等較大型裝置資料來源 :TI, 通推小組整理,2011/3 7

8 TI OMAP5430 Designed 採用雙 ARM to drive Cortex Smartphones, A-15 核心, Tablets 包含 1 顆多核心 and other PowerVR multimedia-rich SGX 544 繪 mobile 圖器 1 devices 顆影像加速器 2 顆 Cortex-M4 媒體控制處理器等 8

9 Freescale 處理器產品線 Cortex A9 i.mx6 1.2GHz/core Solo/Dual/Quad Cortex A8 i.mx51 800MHz i.mx53 1+ GHz i.mx50 800MHz ARM11 i.mx31 532MHz i.mx35 532MHz ARM9 i.mx27 400MHz i.mx25 400MHz i.mx MHz i.mx28 454MHz 資料來源 :Freescale, 通推小組整理,2011/4 page 9

10 Freescale i.mx6 i.mx6 以 ARM Cortex-A9 架構為核心, 每顆核心時脈可達 1.2GHz, 強調可支援 3D 影像感應 2D/3D 繪圖遊戲視訊, 以及可達 24 小時的 1080p 高畫質影像播放 i.mx6 也特別強調可以硬體支援 VP8 編解碼器的能力資料來源 : 10

11 Qualcomm Snapdragon Roadmap 資料來源 :Qualcomm, 通推小組整理,2011/3 11

12 Qualcomm APQ8064 Qualcomm 的四核心 APQ 8064 搭配擁有 4 個 3D 核心的繪圖 Adreno 320; 12

13 Nvidia Tegra Roadmap 13

14 nvidia Kal-El 支援 12 個繪圖引擎 Tegra 3 (Kal-El) series Processor: Quad-core ARM Cortex-A9 MPCore, up to 1.5 GHz 12-Core Nvidia GPU with support for 3D stereo Ultra Low Power GPU mode 40 nm by TSMC Video output up to 2560x1600 NEON instruction sets from ARM 1080p H.264 High Profile video decode The Kal-El chip (CPU and GPU) is to be about 5 times faster than Tegra 2 To be released in Q for tablets and Q for phones 14

15 Samsung Exynos Exynos 4210 是以 ARM 的 Cortex-A9 核心為基礎, 採用 45 奈米製程, 個別處理效能為 1GHz, 繪圖晶片則從 Imagination 改投向 ARM 的 Mali 懷抱 Exynos 4210 可支援播放 1080p 高畫質功能 3D 繪圖效能和 HDMI 輸出 15

Apple 處理器產品型號 Apple A4 Apple A5 Die 尺寸 7.3 x 7.3 = 53.3mm2 12.1 x 10.1 = 122.2mm2 Die 標識 APL0398B01 APL0498E01 封裝尺寸 14.1 x 14.1 = 198.8mm2 16.7 x 14.3 = 238.

16 Apple 處理器產品型號 Apple A4 Apple A5 Die 尺寸 7.3 x 7.3 = 53.3mm x 10.1 = 122.2mm2 Die 標識 APL0398B01 APL0498E01 封裝尺寸 14.1 x 14.1 = 198.8mm x 14.3 = 238.8mm2 CPU ARM Cortex A8 Dual-coreARM Cortex-A9 MPCore GPU PowerVR SGX 535 Dual-core PowerVR SGX543MP2 時鐘頻率 1GHz 890MHz 到 1GHz 可變 DRAM 256MB LP-DDR 512MB LP-DDR2 16

17 小結 17

18 各大廠對於未來發展的整理通訊無線 / 行動寬頻近端通訊多媒體 HD/3D video capture & playback 擴增實境擴增實境 Telepresence 顯示 HD 3D 薄型化薄型化輕量化輕量化低耗電低耗電可撓式可撓式投影感測手勢辨識環境感知環境感知除噪技術除噪技術生理訊號偵測軟體同步口譯手勢辨識手勢辨識雲端管理雲端管理影像辨識資料來源 : 通推小組,2011/3 18

19 處處支出達1-4 個核目前視訊方面已可ARM MIPS 可括算算時時脈脈目目前前核已已等支前視訊方面已可ARM MIPS 可括理器核心等業者包理器核心業者包負負SGX Nvidia 的的GeForce 等等目目現可支像素相可支度每度每像素相機前前可可支支解解碼碼處處理理,,以以前前上上每每個個秒秒多多可可邊邊處處技術包技術包析析責Video Audio 的編責Video Audio 的編從架構來看應用處理器所涉及的功能運算功能 HDMI 援援輸輸視訊硬體加速器 800MHz~1.5GHz 出達達輸出功能 1-4 運運達個心心處理器核心 (Core) 處理器核心其他介面, 如 Baseband 外部 I/O 等 Display controller 目(Codec /HW accelerator) 2D/3D 圖形加速器 Graphics accelerator (Image processor) Memory controller 現機基頻 / 數據機多媒體功能即GPU MPEG-4 H.264 VC-1 目目等等如如 1080p 援援解解30~60frames 秒秒圖形處理功能 1,600~2,000 援援萬萬 GPU 影像處理器 2,000 萬萬即形形理理Imagination PowerVR 的的括括影像處理功能資料來源 :Nikkei Electronics,DIGITIMES 整理,2009/9 19

20 未來的智慧型手持裝置重要功能多媒體處理能力 2007~8 2009~ ~12 外接顯示器解析度 VGA XGA WUXGA+HDMI 錄影能力 VGA/30 fps fps 720p/30 fps fps 1080p/30 fps fps 3D 繪圖處理萬三角形 / 秒 / OpenGL ES ES ,000 萬 + 三角形 / 秒 / OpenGL ES ES ,000 萬 + 三角形 / 秒 / OpenGL ES ES 相機圖形支援 300~500 萬像素 800~1,200 萬像素 1,600~2,000 萬像素聲音播放小時小時小時小時小時小時資料來源 :In-Stat,DIGITIMES 整理,2009/9 20

21 真的需要多核心處理器嗎? 21

22 真的需要多核心處理器嗎? 1. 在行動裝置市場, 性能並非一切 2. 智慧型手機與平板機不可能無限制追求多核心處理器 3. 智慧型手機與平板機的處理平台解決方案將逐漸分道揚鑣資料來源 : 拓樸產業研究所, 智慧型手機與平板機真的需要四核心處理器嗎?,2011/3/3 22

23 nvidia 的觀點 Faster Web page load times Lower power consumption and higher performance per watt Higher quality game play experience for advanced console Highly responsive and smooth Faster multitasking 資料來源 : nvidia Whitepaper, The Benefits of Multiple CPU Cores in Mobile Devices 23

24 Faster Web page load times nvidia 的觀點資料來源 : nvidia Whitepaper, The Benefits of Multiple CPU Cores in Mobile Devices 24

25 Faster Web page load times nvidia 的觀點資料來源 : nvidia Whitepaper, The Benefits of Multiple CPU Cores in Mobile Devices 25

26 nvidia 的觀點 Lower Power consumption and higher performance per watt 資料來源 : nvidia Whitepaper, The Benefits of Multiple CPU Cores in Mobile Devices 26

27 nvidia 的觀點 Faster Multitasking -- Task Level Parallelism on Frostbite Game Engine 資料來源 : nvidia Whitepaper, The Benefits of Multiple CPU Cores in Mobile Devices 27

28 Do the Same With Less Power ARM 的觀點資料來源 : Mobile Computing: Real Devices, Real Market, Real Opportunity, Asia Techcon 2010, Bob Morris, Director of Mobile Computing 28

29 ARM 的觀點資料來源 : Mobile Computing: Real Devices, Real Market, Real Opportunity, Asia Techcon 2010, Bob Morris, Director of Mobile Computing 29

30 真的需要多核心處理器嗎? 由 2D 繪圖系統進而 3D 繪圖系統 WVGA(800X480) WXGA( ) (ipad) 1080p(1920X1088) 30 FPS 60 FPS (3D) Fill rate( 依據經驗 1 個畫素會 Fill 3~4 次 ) WVGA(800X480),40 萬畫素, 約需要 48 M (0.4Mx30x4) pixels/sec (30FPS) WXGA( ),100 萬畫素, 約需要 120 M (1Mx30x4) pixels/sec(30fps) 1080p(1920X1088),200 萬畫素, 約需要 240 M (2Mx30x4) pixels/sec(30fps) 目前產品解析度 QVGA(320X240) 一般智慧型手機 WVGA(800X480) 高階智慧型手機 WXGA( ) 平板電腦, 電子書 (2D) 1080p(1920X1088) 電視 30

31 1200M 3D Graphic Engine Performance (PowerVR & Mali & Vivante) 1000M SGX535 14, SGX540 20, SGX543 35, SGX545 40, 800M Pixels/sec 600M 400M 200M STG4800 MBX 7.4, MBX Lite STG , 270 7, Mali-55 1, SGX530/531 14, Mali , GC500 15, GC400 15, Mali-300/-400MP GC800 30, 275~ MHz SGX544 SGX554 GC , 10M 20M 30M Triangles/Sec 40M 50M 31

32 ipad 2 與 Xoom 哪一個流暢? 32

33 報告完畢敬請指教

Microsoft Word - analysis_20110915_3.doc

Microsoft Word - analysis_20110915_3.doc 中國本土品牌與白牌 Tablet 應用處理器廠商發展動態分析 2011/09 ipad 旋風帶動 Tablet 市場迅速崛起, 吸引 3C 領域之消費性電子廠商相繼投入中國廠商亦不例外, 自 2010 年下半年即陸續有本土品牌及白牌業者之產品上市 Tablet