嵌入式产品 已应用到人们生活的各个方面,因此,传统的PC 处理器 厂商也开始改变产品策略,把嵌入式市场作为公司新的重点。 英特尔 (Intel)近年来在嵌入式市场的一系列动作尤为引人注目。
PC类处理器及相关产品一直是英特尔的主要目标市场,其嵌入式业务虽然已有30多年的成功经验,但出于公司业务侧重的考虑,其并未作为产品推广和宣传的重点。目前3C产品的界限已逐渐模糊,英特尔欲通过X86架构把PC与嵌入式领域(通信和处理器等市场)统一。
应用规模与兼容性:X86架构 SoC 的优势
X86是PC领域处理器十分经济和高效的架构,英特尔、AMD、VIA等厂家的产品均基于X86指令集。X86的名称最初起源于英特尔的16位8086 CPU,该架构于32位80386之后逐渐成熟并成为市场主导产品之一。经过多年的不断更新和拓展,已形成庞大的X86系列及兼容CPU产品群,其最突出的特点之一即完全的向后兼容性。目前X86产品广泛应用于PC及其衍生领域,如笔记本电脑、服务器、工作站等,但在家电、玩具等嵌入式领域仍处于空白。
SoC(System-on-Chip,系统级芯片)是嵌入式系统领域的典型方案,其将完整计算机的不同功能模块直接集成至一颗硅片。SoC包含微控制器/微处理器/DSP、存储模块、模拟接口、电源管理模块等硬件单元,以及对这些硬件实现控制的软件,其思路起源于用ASIC实现芯片组的启发。SoC为许多厂商的方案提供了更低的成本以及迅速挤入市场的途径。Gartner分析数据表明,SoC市场价值2010年将超过840亿美元,因此,英特尔等厂商也开始把的SoC作为公司新的市场切入点,欲通过X86平台较强的通用性扩大市场份额,其下一代Moorestown平台将为一款SoC产品。
英特尔认为,由于有大量支持X86平台的操作系统和应用软件作为支持,应用X86硬件嵌入式产品能高效地实现与PC的融合。英特尔嵌入式产品部总经理Joe Jensen先生说,SoC市场早已有很多产品,除了计算速度以外,兼容性和应用程序部署的灵活性也是SoC产品高性能的重要方面,因为它可能直接决定研发和维护成本。例如,目前市场上有许多种媒体播放器,这些程序需要经常通过互联网下载更新补丁,这些更新的获取和安装可以很容易地通过X86平台完成,而要实现一个基于RISC架构的类似功能的媒体播放器则可能十分困难,因为很难从这些媒体播放器的提供商,比如苹果公司,获得源代码或者为专门RISC架构设计的程序;即使可以得到这些源码,经常性地为应用程序配置这些升级或更新程序也要耗费高昂的成本。我们曾经碰到过一个真实的案例,一个客户研发了一种集成媒体播放器的电视机,该产品配置了在线媒体浏览器程序(media browser),其定位是可以连接互联网并浏览和播放网络上的媒体内容。而产品中使用的RISC处理器使他们陷入了困境,因为当产品上市一年以后,网络上的Applet(互联网上常见的用Java语言编写的可方便嵌入网页并提供多种交互和多媒体功能的小型应用程序)发生了变化,RISC结构的特点决定了更新这些程序的难度;相反,如果使用X86处理器,所有程序都可以方便地实现在线免费更新。目前,工业和汽车电子领域的厂商十分倾向X86架构的产品,就是因为他们希望应用程序能通过网络迅速有效地更新和升级,而如果厂商采用X86产品,所有获取的软件都是免费的。很难想象像BMW这样的著名汽车制造商的产品如果出现由于系统不能有效更新而导致用户不能接入网络这类的问题时,会给公司形象和维护成本造成什么样的影响。因此我们相信,鉴于目前的市场规模和客户对兼容性的需求,使用X86产品可实现更高的运算效率和在软件方面更低的成本。
功耗:永恒的技术驱动力
功耗似乎是嵌入式产品永远的难题,许多技术的进步也因试图降低功耗的不断努力而实现。Joe Jensen说,目前许多小型的便携式产品都能提供与笔记本电脑或PC不相上下的处理能力,而这类产品与普通PC或笔记本电脑不同的是,它们对处理能力和功耗两方面的要求都更加苛刻。一个便携式播放器可能需要能播放高清视频,但由于体积的限制而只能采用无风扇的被动散热形式,同时外壳又不能因为散热而变得很烫。这就对处理器的设计提出了很高的要求。
英特尔于今年4月在IDF大会上发布了用于移动互联网设备(Mobile Internet Device,MID)和UMPC(Ultra-Mobile PC)的“凌动(Atom)”系列处理器,提供极高的计算能力和极低的功耗,该产品的推出可能将为高性能便携式产品处理器设立新的标准。“凌动”处理器在设计上通过许多独特的思路实现了较高的单位功率性能。它把操作执行之前的X86指令分解为简单的内部与处理操作,内部的微操作指令(Micro-ops)可同时包含与ALU操作相联系的一个内存负载(Memory Load)和一个内存空间(Memory Store);且去除了指令重整(Instruction Reordering)、寄存器重命名(Register Renaming)等操作。“凌动”技术实际上重新利用了一部分曾经用于英特尔奔腾(Pentium)5和80486产品的技术,同时实现了更高的性能和极低的功耗。
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中低端市场的争夺
ULC(超低成本)手机市场的成功给了业界新的启示,也反映了厂商产品定位思路的新变化。金字塔形的结构决定了低、中、高三个市场的定位和市场总量。高端市场虽然有较稳定的客户和利润,但经济规模远不如中低端市场,因此对中低端市场的争夺成了各IC厂商的新盈利点。
英特尔 最近通过其最新的“凌动”平台走向了低端市场,从此可得到比高端应用更广阔的市场空间,但由于价格因素的制约,竞争也更加激烈。“凌动”系列 处理器 面向嵌入式领域,通过先进的技术和工艺实现了极高的性能和极低的功耗,而在此之前的英特尔低功耗产品并不针对低价领域。Joe Jensen对此表示,“凌动”是英特尔投入很大精力研制的新平台,通过“凌动”,英特尔开始开拓中低端市场。虽然实现了低价,但其性能未出现缩水。
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