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　　●     文/張召林

　　隨著蘋(píng)果iPad產(chǎn)品熱銷(xiāo)，非蘋(píng)果陣營(yíng)的iPad-like產(chǎn)品也受到市場(chǎng)注目，根據(jù)市場(chǎng)機(jī)構(gòu)預(yù)期，明年平板市場(chǎng)規(guī)模將有3000-4000萬(wàn)臺(tái)，使得不只NB業(yè)者，手機(jī)業(yè)者也躍躍欲試，希望搶搭這股熱潮。近期三星與戴爾已領(lǐng)先市場(chǎng)對(duì)外展示最新平板計(jì)算機(jī)產(chǎn)品，雖然價(jià)格未必具競(jìng)爭(zhēng)力，但規(guī)格與效能表現(xiàn)明顯不輸給蘋(píng)果iPad，臺(tái)灣雙A宏碁與華碩平板計(jì)算機(jī)也將在年底問(wèn)世，整體市場(chǎng)規(guī)?？赏掷m(xù)向上攀升。未來(lái)平板計(jì)算機(jī)市況可望一路向上，業(yè)界很多芯片公司除了觸控IC有機(jī)會(huì)搶進(jìn)外，也將利用原有的PC芯片設(shè)計(jì)技術(shù)推出平板計(jì)算機(jī)專(zhuān)用的芯片組。

　　一、平板電腦ARM芯片概況

　　平板電腦大致上可以分為兩種類(lèi)型：傳統(tǒng)型平板電腦和以iPad為代表的新一代平板電腦。傳統(tǒng)“平板電腦”概念是由微軟提出的，是指能夠安裝x86版本的Windows系統(tǒng)、Linux系統(tǒng)或Mac OS系統(tǒng)的PC。由于X86架構(gòu)功耗較高，勢(shì)必造成了傳統(tǒng)型平板電腦在續(xù)航及散熱方面的表現(xiàn)不盡人意。2010年1月，蘋(píng)果發(fā)布了iPad這款平板產(chǎn)品，掀起了新一代平板電腦的熱潮，以iPad為代表的第二代平板產(chǎn)品雖然不屬于微軟提出的平板電腦概念范疇，但是這個(gè)名字已經(jīng)廣泛為大家所采用，因此我們可以將它們總結(jié)為新一代的平板電腦。

　　與傳統(tǒng)平板電腦不同的是，新一代平板電腦大多采用ARM架構(gòu)，這樣就可避開(kāi)能耗高的問(wèn)題，在續(xù)航和散熱方面有了很大改進(jìn)。同時(shí)新一代平板電腦大部分搭載iOS、Android、webOS或者BlackBerry Tablet OS系統(tǒng)，在界面交互性上優(yōu)化不少，增加了用戶(hù)的體驗(yàn)感。

　　在傳統(tǒng)電腦領(lǐng)域，英特爾和AMD作為兩大處理器巨頭，統(tǒng)治了整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈多達(dá)數(shù)十年的時(shí)間。2010年新一代平板電腦出現(xiàn)以后，一定程度上對(duì)傳統(tǒng)電腦產(chǎn)業(yè)造成了影響，使x86處理器的主導(dǎo)地位發(fā)生動(dòng)搖。而整個(gè)平板電腦最核心最本質(zhì)的硬件通用處理器部分，則是由一家較為低調(diào)的公司來(lái)設(shè)計(jì)并執(zhí)行授權(quán)，它就是英國(guó)的ARM公司。

　　ARM（Advanced RISC Machines）是微處理器行業(yè)的一家知名企業(yè)，設(shè)計(jì)了大量高性能、廉價(jià)、耗能低的RISC處理器、相關(guān)技術(shù)及軟件。ARM技術(shù)具有性能高、成本低和能耗省的特點(diǎn)，契合了移動(dòng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需求。

　　在商業(yè)模式方面，ARM公司與傳統(tǒng)處理器巨頭英特爾及AMD有所不同。ARM公司自己并不制造芯片，只負(fù)責(zé)芯片的設(shè)計(jì)，并將設(shè)計(jì)方案授權(quán)（licensing）給其他公司使用，從中得到授權(quán)費(fèi)用。

　　進(jìn)入二十一世紀(jì)以后，手機(jī)等移動(dòng)終端產(chǎn)品迅速發(fā)展，使得ARM產(chǎn)品的出貨量呈爆炸式增長(zhǎng)，ARM處理器也迅速占領(lǐng)了全球90%以上的手機(jī)市場(chǎng)份額和上網(wǎng)本處理器30%的市場(chǎng)份額，矛頭直指英特爾。

　　由于ARM的商業(yè)模式是開(kāi)放的，任何廠商都可以購(gòu)買(mǎi)ARM的授權(quán)，因此ARM擁有非常多的合作伙伴，人多力量大，ARM將會(huì)與全球其他半導(dǎo)體廠商一道來(lái)對(duì)抗相對(duì)保守的英特爾公司?，F(xiàn)階段，采用x86架構(gòu)的英特爾Atom處理器在功耗上與ARM處理器相比還有一定差距，即使在未來(lái)英特爾處理器能夠把功耗降下來(lái)，屆時(shí)英特爾將要面對(duì)的對(duì)手也不只是ARM一家，而是全球生產(chǎn)ARM芯片的半導(dǎo)體廠商。

　　現(xiàn)階段，持有ARM授權(quán)的半導(dǎo)體公司非常多，像Freescale（飛思卡爾）（于2004從摩托羅拉公司獨(dú)立出來(lái)）、德州儀器（TI）、STMicroelectronics（意法半導(dǎo)體）、，三星電子、Broadcom（博通）、Cirrus Logic（凌云邏輯）、Atmel（愛(ài)特梅爾）、富士通、英特爾（借由和Digital的控訴調(diào)停）、IBM，英飛凌科技，任天堂，恩智浦半導(dǎo)體（于2006年從飛利浦獨(dú)立出來(lái)）、OKI電氣工業(yè)、Sharp（夏普）和 VLSI等知名公司均擁有不同形式的ARM授權(quán)。

　　二、平板電腦芯片組性能初步分析

　　現(xiàn)階段，平板電腦市場(chǎng)可以說(shuō)是魚(yú)龍混雜，相似的外觀，相似的操作系統(tǒng)，但是在體驗(yàn)性上卻往往相去甚遠(yuǎn)。一臺(tái)平板電腦，無(wú)論它的外觀如何靚麗，系統(tǒng)版本如何前衛(wèi)，如果沒(méi)有強(qiáng)大硬件基礎(chǔ)的支持，依然發(fā)揮不出它該有的優(yōu)勢(shì)。而系統(tǒng)級(jí)芯片（SoC），作為整體硬件系統(tǒng)的心臟部分，在整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)算過(guò)程中起著至關(guān)重要的作用。

　　系統(tǒng)級(jí)芯片（SoC）的另一個(gè)名稱(chēng)是“片上系統(tǒng)”。從狹義的角度講，它指的是一個(gè)包含完整系統(tǒng)并有嵌入軟件的全部?jī)?nèi)容的集成電路。從廣義角度講， SoC是一個(gè)微小型系統(tǒng)，如果說(shuō)中央處理器(CPU)是大腦，那么SoC就是包括大腦、心臟、眼睛和手的一個(gè)系統(tǒng)整體?，F(xiàn)階段的平板電腦芯片大部分以SoC的形式存在，一個(gè)芯片上集成了通用處理的CPU、圖形處理的GPU、內(nèi)存控制器(memory controller)等等，有些SoC還集成了通訊解碼芯片、GPS芯片等，典型代表是高通的Snapdragon系列。嚴(yán)格的說(shuō)，我們平時(shí)所講的高通QSD8250、德州儀器OMAP 3630、蘋(píng)果A4等都不是單純的“處理器（CPU）”，它們應(yīng)該叫做系統(tǒng)級(jí)芯片（SoC）。

　　與傳統(tǒng)電腦結(jié)構(gòu)類(lèi)似，決定SoC芯片性能的兩個(gè)重要組成單元分別是通用處理核心（CPU）和圖形處理核心(GPU)。通用處理核心（CPU）的大東家就是我們熟知的ARM公司。圖形處理核心(GPU)的設(shè)計(jì)授權(quán)公司有ARM公司、英國(guó)Imagination公司和美國(guó)高通公司。

　　1、通用處理核心（CPU）

　　ARM處理器由來(lái)已久，在現(xiàn)階段平板電腦所應(yīng)用的ARM處理器中，從低端的ARM9系列到高端的Cortex-A9，各種平板電腦基本都有囊括。從下面的概況圖中我們可以看出各階段ARM處理器的基本情況：

　　·高通與ARM：高通向ARM公司購(gòu)買(mǎi)指令集（ARMv6、ARMv7）使用權(quán)，自己設(shè)計(jì)出芯片組處理器核心——Scorpion核心。高通聲稱(chēng)Scorpion核心比ARM Cortex A8核心的通用計(jì)算能力強(qiáng)5%。

　　·蘋(píng)果A5與Cortex-A5：蘋(píng)果下一代平板電腦iPad 2將會(huì)由蘋(píng)果A4芯片組升級(jí)為蘋(píng)果A5芯片組，該芯片組集成Cortex-A9內(nèi)核處理器。而Cortex-A5則是ARM發(fā)布的一款內(nèi)核核心，屬于Cortex家族，定位入門(mén)市場(chǎng)，用于替代ARM9和ARM11核心。

　　2010年平板電腦市場(chǎng)處于起步階段，國(guó)內(nèi)出現(xiàn)了不少平板電腦廠商。相比國(guó)外平板產(chǎn)品而言，國(guó)內(nèi)平板電腦大部分采用較為低端的ARM9和ARM11核心芯片組，比較典型的芯片代表方案有：瑞芯微RK2808/2818、Telechips TCC8902和盈方微IMAPx200。在2010年平板電腦起步之年，國(guó)外平板品牌相對(duì)來(lái)說(shuō)反應(yīng)并不大，只有寥寥數(shù)家廠商推出了自己的平板電腦產(chǎn)品，其他廠商則將產(chǎn)品推到了2011年進(jìn)行發(fā)布。從2011年CES和NWC大展上發(fā)布的新品可以看出，新一代平板電腦大戰(zhàn)已箭在弦上。

　　在2011年，國(guó)內(nèi)平板廠商將會(huì)逐漸過(guò)渡到Cortex-A8核心芯片組上，性能明顯提升。典型的兩種芯片方案是Telechips TCC8803和瑞芯微RK29xx。采用Telechips TCC8803芯片組的代表性產(chǎn)品樂(lè)天派Gpad 702已經(jīng)發(fā)布，而瑞芯微RK29xx的產(chǎn)品暫時(shí)還未推出。雖然國(guó)內(nèi)的平板電腦產(chǎn)品相比之前有了不小的提升，但與國(guó)外平板產(chǎn)品相比還存在一定差距，在2011年發(fā)布的新品中，國(guó)外品牌大多數(shù)采用的是Cortex-A9雙核心芯片組。

　　2、圖形處理核心（GPU）

　　在移動(dòng)GPU領(lǐng)域，除了我們熟知的ARM公司掌握著Mali系列圖形技術(shù)以外，另外兩家公司Imagination Technologies的PowerVR SGX和高通公司的Adreno系列圖形產(chǎn)品也非常強(qiáng)勁，基本形成了三足鼎立的局面。

　?、?Imagination PowerVR SGX

　　Imagination Technologies是英國(guó)的一家無(wú)工廠半導(dǎo)體設(shè)計(jì)公司，Imagination并不制造顯示核心，而是授權(quán)給其他廠商融入SoC處理器或芯片組中。上世紀(jì)末的PC 3D加速卡市場(chǎng)中，Imagination的PowerVR曾是Voodoo卡的主要競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，在與NVIDIA、ATI的競(jìng)爭(zhēng)中失利后轉(zhuǎn)戰(zhàn)嵌入式市場(chǎng)。對(duì)于廣大公眾來(lái)說(shuō)，Imagination公司的名字或許并不響亮。

　　但事實(shí)上，包括Intel、三星、德州儀器等公司都獲得了Imagination公司的授權(quán)，他們制造的手機(jī)、超便攜系統(tǒng)處理器或SoC片上系統(tǒng)芯片上，都搭載了由Imagination開(kāi)發(fā)的PowerVR圖形核心技術(shù)。在蘋(píng)果iPad、三星Galaxy Tab等大量平板電腦中，都可以看到PowerVR圖形核心的影子。

　　PowerVR規(guī)模和實(shí)力無(wú)法與nVIDIA、ATI相比，之所以能一直生存下來(lái)的原因是及時(shí)轉(zhuǎn)向適合自己發(fā)展方向的領(lǐng)域即移動(dòng)市場(chǎng)，走精、專(zhuān)的路線，很好地發(fā)揮了自己的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，同時(shí)也避免了桌面圖形市場(chǎng)的殘酷競(jìng)爭(zhēng)。Imagination新一代掌上圖形芯片PowerVR SGX530/535/540等屬于第五代PowerVR產(chǎn)品，采用統(tǒng)一架構(gòu)，支持DX9，SM3.0，OpenGL 2.0，依然采用TBR渲染模式，支持H264解碼。

　?、?ARM Mali

　　ARM在移動(dòng)微處理器方面非常具有威望，同樣它在GPU方面的造詣也很高，并越來(lái)越多地應(yīng)用在平板電腦等移動(dòng)終端領(lǐng)域。作為業(yè)界頂級(jí)芯片廠商，ARM為各類(lèi)便攜智能設(shè)備以及其它相關(guān)產(chǎn)品提供包括CPU、GPU在內(nèi)的多方面的解決方案，其中ARM的GPU就是Mali系列，它包括有世界上最小的符合OpenGL ES 1.1的GPU，也有支持全高清解碼、或者具有可擴(kuò)展性的多核解決方案，為高端數(shù)字娛樂(lè)系統(tǒng)提供強(qiáng)勁支持。

　　ARM Mali系列圖形核心如表2所示。

　?、?高通Adreno

　　高通（Qualcomm）不只是一家在移動(dòng)SoC芯片和3G通信技術(shù)上造詣?lì)H深的公司，而且是一家擁有移動(dòng)GPU自主設(shè)計(jì)能力和生產(chǎn)能力的公司。移動(dòng)GPU是SoC芯片的一部分，與ARM架構(gòu)的通用處理器（CPU）一起構(gòu)成SoC芯片體現(xiàn)應(yīng)用性能的兩個(gè)重要部分。2009年初，高通傳出收購(gòu)AMD包括繪圖芯片技術(shù)在內(nèi)的掌上設(shè)備資產(chǎn)，將這部分技術(shù)包括產(chǎn)權(quán)收于囊中，根據(jù)這項(xiàng)技術(shù)授權(quán)，高通開(kāi)發(fā)出了今天我們熟知的QSD和MSM系列芯片組，代表性的有MSM7x01、MSM7227、SQD8250、MSM8255等，主要應(yīng)用在手機(jī)和平板電腦領(lǐng)域中。

　?、?其他設(shè)備平臺(tái)

　　三、總結(jié)

　　通過(guò)對(duì)以上芯片組總體情況分析可以看出，現(xiàn)階段平板電腦所采用的芯片組（SoC）與智能手機(jī)所采用的芯片并沒(méi)有拉開(kāi)太大的距離，也就是說(shuō)在運(yùn)算性能上平板電腦并不比主流的智能手機(jī)強(qiáng)多少。在操作系統(tǒng)大同的情況下，平板電腦除了擁有較大的屏幕，與智能手機(jī)間的硬件差距并不十分明顯。

　　平板電腦作為介于手機(jī)與筆記本之間的一種產(chǎn)物，也應(yīng)該擁有介于手機(jī)與筆記本之間的硬件配置，這樣才能使平板電腦持續(xù)穩(wěn)定地發(fā)展下去，不然平板電腦將有可能被體積更小功能更為全面的智能手機(jī)所代替。

　　平板電腦的產(chǎn)生，是順應(yīng)時(shí)代潮流的一種產(chǎn)物。Android系統(tǒng)的迅速崛起和ARM產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展一定程度上催生了新興的平板電腦市場(chǎng)。事實(shí)上，Android系統(tǒng)對(duì)芯片的要求著實(shí)不低，頻率太低的方案使用起來(lái)只會(huì)讓人抓狂。即使一臺(tái)成品的平板電腦擁有高端的硬件配置，它能否發(fā)揮出該有的性能，還要看廠商及芯片商所做的優(yōu)化，優(yōu)化不夠，性能依然很難提升上去。

　　對(duì)于平板電腦廠商，選擇一個(gè)合適的平板電腦芯片組方案一定程度上也決定了該產(chǎn)品的市場(chǎng)定位。在平板電腦芯片組的選擇上，除了成本和性能以外，廠商還要根據(jù)芯片組的優(yōu)化情況擇優(yōu)而用，畢竟對(duì)于自我開(kāi)發(fā)能力較弱的國(guó)內(nèi)山寨廠商來(lái)說(shuō)優(yōu)化并非一件易事。一個(gè)芯片組的理論能力能否發(fā)揮出來(lái)，與優(yōu)化情況有著非常大的關(guān)系，從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度來(lái)講直接影響到了一臺(tái)成品平板電腦的使用體驗(yàn)。

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