不讓安謀國際專美於前　英特爾挑起手機平台戰火

圖片來源：安謀國際 圖1　Cortex-A15架構

安謀國際的這個動作等於是向英特爾的地盤個人電腦(PC)市場投下一個震撼彈。本文將在既有處理器市場上介紹兩家公司的市場特質，並針對在手機市場部分兩家推出的處理器於技術發展中有何優劣勢做一比較。

PC/手機處理器設計迥異

在PC處理器市場上占有八成比例的英特爾，長久以來總以處理器核心速度作為其訴求，利用不斷提升的處理速度來符合各種運算需求。但是在講究電源管理的手機處理器市場上，低耗電才是研發重點。x86架構下的電源管理在以電池供電的手提電腦問世後才開始受到注意，相對於完全依賴電池供電的手機特性，如何有效地節源早就是手機硬體設計中最重要的課題之一。

另一個在手機市場上的特性即安謀國際與所有晶片設計商的授權架構。有別於PC市場上處理器廠商單獨販售處理器，安謀國際則是以授權矽智財(IP)給晶片商客戶，廠商再將手機的各種功能整合核心處理器成為系統單晶片(SoC)，一般在手機領域稱此為應用處理器(Application Processor)。換句話說，英特爾在手機市場上將要面對的競爭對手實際上不只是安謀國際，而是這些應用處理器的國際大廠如高通(QualComm)、德州儀器(TI)、ST-Ericsson、博通(Broadcom)等。

此處提及到應用處理器架構，手機晶片的高度整合與PC處理器架構極為不同，PC上的x86架構處理器通常搭配主機板上的南北橋控制晶片，當英特爾跨足到手機市場時將所有應用整合成SoC也是面臨的挑戰之一。圖2為Moorestown平台架構，由圖中清楚得知即使是最新一代的英特爾平台，負責低頻通訊的部分仍是獨立於處理器SoC外。

圖2　Moorestown平台簡介

表1將兩家公司的基本面與優劣勢做一整理比較，從兩者的缺點也可以發現兩家公司近期來針對自己不足之處有哪些改善的方案。例如英特爾為了提升其省電能力，開始支援手機架構即將廣泛使用的低耗源LPDDR2記憶體等。值得一提的是有關Windows與64位元(bit)支援性的部分，這一向是英特爾x86架構的最大優勢。然而，市場上卻已經有許多人期待，Windows 8終將會支援ARM，依照時間來判斷如果此預測屬實，Cortex-A15將會是第一款支援Windows的ARM處理器。英特爾在手機作業系統的支援方面當然也有相對應的成長，除了支援與諾基亞(Nokia)合作的MeeGo之外，Android也是已知的支援系統。

最新發布處理器規格大評比

拿最新的英特爾凌動Z6xx系列和安謀國際的Cortex-A15做效能評比有點不太公平，兩款處理器發布時間相近但實際上市時間有些差距，原因就在於兩者市場策略的不同，安謀國際必須先透過授權方式將IP售予晶片廠商，廠商再將處理器整合成SoC出貨，所以處理器發表時間與產品實際上市時間會有差距。表2列出兩款處理器規格，並將規格與凌動較類似的Cortex-A9列入比較。處理器最重要效能評比的五大指標如下：

‧	單一核心效能
	一般就是指在1MHz下單一中央處理器(CPU)核心能處理指令的能力。由於處理器架構的不同，英特爾的複雜指令集運算(CISC)與安謀國際的精簡指令集運算(RISC)在執行同樣動作所需的指令數不同，所以不能單單靠每秒百萬指令數(MIPS)數據來判斷效能，加上類似權衡的指標(DMIPS/MHz)才是值得比較的單位。

‧	CPU核心數目
	英特爾所推出的這顆處理器主要針對省電功能為訴求，基於這個因素並沒有導入像安謀國際或PC市場中的多核心架構。英特爾應該針對其他方面去做節能最佳化，而不是只採用單一核心犧牲效能，也許是英特爾的平均效能都較安謀國際佳，所以仍針對省電的因素而未採取多核心架構。

‧	快取記憶體大小
	快取記憶體是介於處理器與處理器外的緩衝記憶體，其容量大小也是決定整體效能的關鍵之一。

‧	記憶體執行速度
	從CPU與記憶體間的資料讀取速度也是衡量指標之一，然而牽扯到獨立於晶片的外部記憶體，所以這項數據決定關鍵落於最後SoC中的記憶體選擇。

‧	CPU速度
	CPU速度與其製程有絕對關係，採用越先進的製程將能開發更高頻率的處理器。此列出的頻率僅供參考，並非其最大可達到的頻率。

整體來看，凌動Z6xx與Cortex-A9的規格相當，主要差別其實還是省電效能的部分。

凌動N450對上Cortext A8

要做效能評比最重要的是就所有外在條件必須盡可能地一致，在目前市場上還沒有Atom-based手機上市的前提下，效能評比只能從其他產品市場例如小筆電市場看起。

以下將介紹一般效能評比該有的測試評比項目。硬體部分，從評比報告中取出代表英特爾的凌動N450和安謀國際Cortext-A8作為測試比較，而軟體方面則為相同版本的作業系統與瀏覽器。表3是這兩款處理器平台的規格與測試環境，而圖3是評比結果。大致來看，凌動N450的各個測試數據都比Cortext-A8漂亮，詳細的評比報告結果可在英特爾與安謀國際網站上找到。

圖3　Atom N450 vs. Cortext-A8評比結果

‧	整數運算效能
	整數運算是數位系統最基本的運算功能，除了影像處理外，大部分的電腦運算例如文書處理、上網等都是整數運算。所以整數運算效能可以看做是系統基本運算效能的指標。

‧	浮點運算效能
	浮點運算包含小數點運算及乘除法，乘法與除法在數位硬體設計來說需要較多的電晶體，換個角度看也就是更耗能。在浮點運算整體效能來說，凌動系列極佳。

‧	JavaScript效能
	雲端運算(Cloud Computing)時代的來臨象徵著更多的JavaScript網路程式的應用，這裡的N450雙倍效能的結果似乎與L2快取記憶體有極大的關聯性。也因此看出除了處理器效能外，暫存記憶體的大小是網路應用效能中非常重要的因素之一。

‧	2D圖形運算效能
	圖形效能也是重要指標之一，然而其效能與SoC中的影像子系統(Video Subsystem)有直接的關係，單從處理器來看比較無法看出差異。

ARM處理器低功耗特性略勝一籌

英特爾已經明顯地表達立場想要切入智慧型手機和行動裝置晶片領域，尺寸更小、功耗更低的晶片平台設計，一直是英特爾的關注焦點。由凌動的系列來看，Z6XX系列(Moorestown)與第一代的Z5XX系列(Menlow)最大的差別就在省電上，Moorestown待機功耗只有Menlow的五十分之一，約21毫瓦(mW)、聽音樂是二十分之一，約100毫瓦、看影片及瀏覽網頁是二分之一至三分之一，約1瓦(W)。這些省電性能，讓產品在待機時，電池容量1,500mAh的電池續航力可超過10天，音效播放可達兩天，瀏覽與觀看影片時則可達到5小時。然而，這些數據僅僅代表著新一代的凌動系列省電功能明顯比前一代改善許多，事實上，許多評比報告證明凌動系列還是比Cortext-A系列遜色許多。

安謀國際看好雲端運算

英特爾認為使用者不會滿足安謀國際處理其所提供的運算能力，使用者對於各種手機應用將需要更強大的處理器來支援，並且要能與PC相容的軟體搭配。針對這些英特爾長期以來的傳統優勢，安謀國際卻認為人們不需要一個行動聯網裝置(MID)如iPad或小筆電來取代PC，取而代之的會是雲端運算以及更多以瀏覽器為基礎的軟體。由手機研發者的角度來看，似乎安謀國際的論點是比較說服人的。

消費者將有更多的選擇

2010年8月時英特爾的最新一代手機晶片Medfield已經曝光，這款平台預計在2011年推出，並且會承繼著2010年5月所宣布的Moorestown平台架構為基礎，由於採用32奈米(nm)製程，所以相信在省電效能部分會有更顯著的改善。除了電源管理外，無線通訊的安全性及即時通訊等手機上的主要功能都將會是處理器設計中該多所著墨之處。英特爾以往推出新晶片時，提供的測試結果通常都是與前一代的效能做比較，相信2011年當Medfield的手機上市時與Cortex-A9手機正面衝突，將能提出更有利的評比數據，讓使用者在購買智慧型手機時上能多一個選擇。