以"At the Heart of Mobile"當作slogan,ARM真的是當之無愧,因為早在2005年內建在手機中的ARM核心便已有10億個,到目前為止,ARM授權銷售的IP更已超過50億個。這一家堪稱半導體界最成功的處理器IP授權公司在手機市場的影響力非凡,自成立以來連同在軟體與工具上的研發成果促成了龐大的ARM互連社群,創造出以ARM為核心的全球行動裝置產業鏈。
照片人物:ARM安謀國際台灣區總經理呂鴻祥
隨著手機多元化的功能需求,ARM不自限於處理器核心技術範疇,早已從多方面投入手機軟硬體技術的研發,包括電源管理、音訊、3D繪圖、Java軟體甚至安全功能等。基於本刊將連續三期就手持裝置在電源,音訊與視訊三項議題上的報導,ARM台灣區總經理呂鴻祥特別介紹ARM對手機市場的觀察以及該公司在這三項手機關鍵技術的發展,本期將先就ARM的電源管理技術做一介紹。
ARM對手機市場的觀察
吃下全球各式標準手機九成以上處理器核心市場的ARM,對於手機市場有全面的觀察,台灣區總經理呂鴻祥表示,市場對行動多媒體的需求強勁,音頻將變成制式標準的特性,而Video iPod讓12M視頻可直接從iTunes上下載證明了行動視訊的可行性。下一波趨勢則是3D遊戲。此外,行動裝置也變成企業運作的一部份,像ARM就讓Blackberry成為美國政府運作的重要工具。
再者,手機上多重無線標準的蓬勃興起,如3.5G、4G、Wi-Fi、Wi-MAX、Bluetooth、UWB、GPS與DMB等再再都需要使用到多重ARM核心。最後是語音的應用,他說,全球行動網路的覆蓋率達人口的80%,但卻只有30%的世人持有手機,這表示純通話功能的手機市場仍舊龐大。
因此,從電話區隔的趨勢來說,如DECT/WiFi、PHS/PAS等透過數位無線網路的無線電話,其趨勢將增加複雜度,包括VoIP/Video設定,彩色化和遊戲功能。在單純的語音電話方面,這類BOM(材料成本)低於50美元的蜂巢網路手機、將會持續降低市場的價格門檻。在BOM成本高於50美元如使用Java與brew軟體的功能手機則會出現新的區隔量大市場。在智慧型手機方面,將會使用融合的OpenOS,如Linux、palm、symbios os、Windows mobile等。針對這些不同類型手機,ARM發展出各式方案如ARM7、ARM926EJ、ARM1176JZ、Jazelle-DBX、Swerve、Mali與TrustZone等。
ARM IEM讓手持裝置更省電的秘密
時至今日,行動電話已不僅止是單純的語音通訊裝置,為了吸引消費者的目光,製造商在手機中加入多媒體功能,研發業者也因此面臨必須在不犧牲電池續航力的前提下提供這些耗費大量電力功能的嚴苛挑戰。ARM的IEM技術是一種專為降低CPU消耗(最多達60%)而設的軟硬體方案,在整個手機系統上可減少約15-20%的系統功耗。這代表電池使用壽命會更長,尺寸可更小,系統成本可更低。在低功耗SoC晶片設計,ARM的IEM(intelligent Energy Manager)搭配美國國家半導體的PowerWise已是關鍵必用的技術。2004年間ARM獲得國家半導體授權領先業界的Advanced Power Controller (APC)。融入PowerWise技術的APC 產品搭配國家半導體推出的高效率功率管理電路及ARM Intelligent Energy Manager(IEM)技術,能降低處理器核心最高達75%的耗電率。
IEM技術建置各種先進的演算法,能夠在處理器工作負荷與能源消耗率間取得最佳平衡,同時提高系統的反應速度。IEM軟體元件搭配行動裝置作業系統與應用程式,能夠隨時預測最低的CPU效能水準並維持最佳使用品質。其後,ARM Intelligent Energy Controller(IEC) macrocell即能判斷最佳的運作頻率,使CPU能根據特定SoC發揮出最理想的效能。