行動應用引領風潮　高速傳輸介面規格加速升級

2014年上半年最重要的兩項電子大展，國際消費電子展(Consumer Electronics Show, CES)與世界行動通訊大會(Mobile World Congress, MWC)分別在美國的拉斯維加斯與西班牙的巴塞隆納盛大舉行，吸引來自全球各地重要的廠商與數以千計的買家參與。今年的展會，全球的電子業龍頭莫不絞盡腦汁，展示其最新最棒的電子科技產品創作，努力爭取獲得全球媒體的鎂光燈與消費者的注目焦點。

CES/MWC引領傳輸介面新風潮

過去這兩項電子展總是壁壘分明，產品的屬性大相逕庭，往年國際消費電子展的重頭戲總是圍繞著電腦(Computing)技術打轉，而世界行動通訊大會則以手機為主要產品展示重心。然而，今年這兩大會展正透露完全不同以往的特性。首先登場的國際消費電子展CES，一改過往滿坑滿谷的電腦產品，開始強調各種資訊的連結與更貼近生活的應用，無論是開發智慧手表和智慧眼鏡等穿戴式電子裝置、三維(3D)列印、車用電子應用的再進化，抑或是智慧家庭的應用發展，在會展各處皆明顯可見。

同樣的，今年二月分剛結束的世界行動通訊大會上，也不再只是新式手機的發表會，可攜式電子產品如何與生活應用結合，也成為展會中一項重要的議題與發展方向。很清楚地，無論是電源、控制、安全、資訊、視訊、娛樂，因應智慧型手機、平板與穿戴式電子等行動裝置日益普及，傳輸介面正全速朝向更小尺寸、更少接腳數、更輕薄、更多功能化的解決方案發展，以及多方面應用的趨勢。

全球主要電子產品製造廠商們都已意識到產品如何與生活結合才是最重要的賣點，無論是手表、眼鏡、手機、平板等穿戴式或移動式產品，一直到客廳的電視、家庭劇院、社區監控，甚至車載安全與娛樂系統，如何將具有價值的資訊與應用連結在一起，正是這一波科技發展最重要的議題。

如果，人們在家的時候，可以利用電視與朋友的手機做視訊連線，正在旅遊的朋友也可以利用手機即刻拍攝旅遊中的美麗風光，並即刻傳送分享給正在家中連線的親友，抑或手表可做到即時監控自身的安全照護，並將健康監控的資訊上傳至網路的雲端，甚至偵測異常並即時通知正在上班的親友，而醫生也可以透過雲端的資訊得知患者平時的生活狀況，做為治療時的參考依據。許多曾經在電影裡、漫畫裡想像的生活應用，透過新的高速傳輸介面科技開發與結合，可以實現的腳步似乎愈來愈近了。

高速傳輸介面發展邁向異業合作/技術結合

行動裝置的運算能力正日益接近PC，驅動過去在兩個截然不同領域的應用技術，現在開始進行匯流，也因此，以往主攻PC運算解決方案的公司，現在也必須跨足行動裝置技術領域，否則將難以順應市場潮流。與此同時，過去做監控產品的，現在更須跨足雲端產業，以擴增產品的應用附加價值；至於舊有單純的手機製造商，在市場上的生存空間亦將受到擠壓，必須將手機通訊與網通應用進一步結合，才能滿足新的市場需求。

高速傳輸介面技術發展與產品應用已經來到新的境地了，這是過去少有的現象與經驗，技術之間的連結愈來愈明顯，與生活上的連動也愈來愈貼近。想要獨立開發所有技術，這是不太可能的，除非公司大到如惠普(HP)、英特爾(Intel)和高通(Qualcomm)等；不過，即便是這些巨獸公司也必須開始尋求外援的合作機會。

基於PC、網通設備和行動裝置等產品相互連結的需求，一種新的商業行為正在形成，各式各樣的技術與應用，正開始相互結合，相關晶片或系統廠商除專注於自己擅長的技術外，也正試著找出與不同領域或類別的公司，更進一步的合作機會與技術共同研發模式。顯而易見，未來高速傳輸介面技術供應鏈之間的異業合作和技術結合，已經是大勢所趨了。

回頭看看這些應用，最重要的莫過於資料流的應用與共享，為數龐大且多樣的資料流，正不停的從各種應用串連起來，無論是辦公或個人資訊，或者是數位影音，都藉由各式各樣的高速傳輸介面，迅速實現連結。從個人資訊，如手機、手表、眼鏡等穿戴式產品；進入辦公室的工作資訊，如工作伺服器、文件事務機、視訊會議等；再到居家安全娛樂，如電視音響電玩、家庭照護、社區監控等。大量而多樣的資料流正在不停的再生、傳輸、複製、結合、重組。

回歸到最終的使用者體驗，更清楚的視訊，更大容量的資料存儲設備，更快速的運算設備，以及更高的傳輸速度，才是最重要的基本需求，也是相關晶片商和系統廠持續在技術上精益求精的主要目標。

資料需求持續擴大　高速傳輸介面加速演進

在過去，個人電腦的演進一直引領著高速傳輸介面的技術快速發展，無論是儲存應用的整合式電子裝置(IDE)、串列式先進附加(SATA)介面技術，或是高速影音傳輸的高解析度多媒體介面(HDMI)、行動高畫質鏈結(MHL)、DisplayPort介面，以及標準的PCI Express電腦匯流排介面，再到可熱插拔的通訊序列匯流排(USB)介面，都緊跟的桌上型電腦、筆電產業的技術演進。

然而，隨著行動裝置、攜帶式產品的興起，各種電子產品連結的應用不斷發展，個人電腦的技術發展不再一枝獨秀，不變的是，高速傳輸介面的需求仍然為人們所殷殷期盼，更甚者，是這樣的需求已普及到各種應用了。

舉例來說，以USB 3.0的技術轉換歷程來看，過去個人電腦在推行Full Speed USB 1.1到High Speed USB 2.0的時候，工業應用的電腦產品，仍停留在舊有的Full Speed USB 1.1規格上，原因是看不到實質明顯的好處，因此，推動Full Speed USB 1.1轉換到High Speed USB 2.0的技術規格，需要一段不短的時間。然而，2009年USB 3.0規格誕生後，除了個人電腦產品快速轉換到USB 3.0的規格之外，外接硬碟也是快速切換至USB 3.0的介面規格，甚至已開始朝下一代USB 3.1規格邁進(圖1)。

圖1　儲存方案正加速朝USB 3.0/3.1方向邁進

此外，各家工業用廠商也快速而積極投入技術轉換的工作，並已於2010年推出多個內建USB 3.0連接器的工業電腦，而緊接著在2011年，網路附加儲存(NAS)廠商也推出具備USB 3.0功能的產品，這是前所未見的轉換速度，也正代表著高速傳輸介面技術的發展，已經到了快速而普及應用的地步了。

圖2　USB 3.1主要標準規格整理

以往傳輸速度從幾MHz發展進入幾百MHz，須要好幾年的開發演進。如今，USB 3.0 5Gbit/s的規格才公布沒幾年，2013年USB-IF已將USB 3.1規格的傳輸速度再往上提升到10Gbit/s(圖2)，並推出新一代革命性的USB Type-C標準，以實現極致輕薄的連接器設計，來對抗同樣具有輕薄特性的DisplayPort系列標準連接器，並透過新的雙匯流排傳輸架構(圖3)與擁有10Gbit/s與20Gbit/s的Thunderbolt介面技術相互較勁，相信不久之後，40Gbit/s甚至更快速的傳輸介面也會很快誕生的。

圖3　USB 3.1雙匯流排系統架構圖

晶片商加碼研發下世代高速傳輸介面

圖4　Thunderbolt擴充基座設計架構圖

因應行動、網通和個人電腦市場對高速資料傳輸的殷切需求，許多高速傳輸介面晶片商正不斷加碼投資，期加速研發出新一代支援更多功能、更高傳輸速率及頻寬的介面技術。

其中，祥碩科技自2007年即投入在高速介面應用的相關產品之開發研究，並專攻四大應用類別，分別是高速訊號切換器與訊號重整器、USB 3.0產品應用，SATA 3.0產品應用，以及PCI Express產品應用。藉由各種介面的互相轉換，加上該公司致力發展各式各樣的應用功能，使得客戶得以生產製造出多樣化、差異化的產品，以最快速最獨特的技術，協助客戶一次購足，並迅速進入市場。

近期該公司更已領先產業界跨入USB 3.1設計領域，可望搶占下一波高速傳輸介面市場發展先機。

另一方面，介面晶片商也開始朝向多功能應用發展，期透過擴充基座(Docking Station)設計，提升高速傳輸介面的應用價值。以Thunderbolt擴充基座設計為例(圖4)，可經由PCIe和DisplayPort兩種匯流排技術，分別擴充USB 3.0、SATA 3.0和HDMI等連接器支援能力，進而兼顧行動運算裝置的功能性和輕薄設計。

(本文作者為祥碩科技產品行銷經理)