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ARM ： 考虑功耗与效能平衡点，四核架构仍为手机现阶段极限

Answer 1

ARM在上周末举办一场小型的媒体聚会，有媒体发问到目前智慧手机的多核架构仍以4核为上限（注：即便如大小核big.Little也是4+4双群组切换，并无法8核同时执行。），未来有否可能超过此限制，ARM的回答是除了目前ARM的多核设计仍以最高4核心之外，多核架构理论再超过4核后对于能耗与效能提升并不理想，故4核短期仍是手机极限。

补充：未来软体支援成熟后，大小核架构是可允许两个群组同时执行同一任务，但现阶段软体支援仍未完善。

而上周最主要的是针对近期手机市场作趋势预测的分享

ARM提出对四个方面的趋势推测；高阶手机方面，大小核技术将会是接下来的主流架构，而2.5K解析度的显示支援也将是高阶手机的新战场，另外透过GPU的协同运算也会为高阶手机带来更多的应用。至于主流与接入门级手机方面，今年开始单核将会渐渐淡出市场，双核甚至四核是接下来的主流，但不见得是采用最新的Cortex-A15，而是以Cortex-A9、Cortex-A7为主。

此外，市场也在寻找智慧手机系统的第三势力，目前光Android与iOS就拿下智慧手机80%市场，但许多厂商并不愿意受制于Google，故第三大系统的出现成为新的议题，目前包括瞄准中高阶市场的微软WindowsPhone、入门市场讲求低硬体需求的FirefoxOS，还有大陆基于Ubuntu的ChinaOS都虎视眈眈。

最后是无线技术的再进化，预估将于这一两年内LTE市占率会持续扩大，故市场对于LTE基频技术的需求会增加；另外自802.11ac开始，WiFi技术将跨入Gb级传输速度，除了带给手机更高频宽外，WiFi晶片的资料管理也需要更强的运算能力；其它无线技术则包括蓝牙4.0与4.0LE渐渐导入手机，还有NFC的市场也将大量成长。

关于big.Little大小核技术，笔者有两篇文章谈论过该架构的特性，故有兴趣可参阅：技术版，简单易懂版。说穿了导入大小核就是为了提高功耗效能比，根据ARM的统计，一般使用者使用智慧手机约有70%的时间负载相当低，然而Cortex-A15是针对高效能运算而来，故在这70%的应用使用省电的Cortex-A7，可达到效能能耗的均衡。

虽然说导入大小核架构并无法与纯Cortex-A7一样省电，但在ARM所揭露的资讯当中，以都采用4核心架构下（大小核为4+4)模拟一般使用环境，若把Cortex-A7的效能与功耗皆视为1，而单纯使用Cortex-A15的情形下，虽有高达2.5倍的运算力，但能耗也一举提升近4倍，但若使用大小核，效能也同样是2.5倍，但功耗却仅需提升2倍。

虽然大小核架构并未能把功耗控制在与纯Cortex-A7相当，但仍能在提升效能之余，使用较低的功耗达到同等效能，是大小核在新一代手机当中最大的价值。ARM也预期，大小核将会成为接下来许多合作伙伴的主力技术，甚至在2014年就可能普及到中阶手机的晶片当中。

而且大小核是个高度自由化的架构，厂商可按照效能的需求配置不同的方案，例如三星的Exynos5Octa采用4+4架构，但也允许一大四小的1+4设计，或是两大两小的2+2设计；且大小核架构不仅在手机获得亲睐，包括伺服器、机上盒、数位电视的晶片设计商也注意到此架构在电子产品待机状态下提供优秀的功耗管理能力。

至于过去被视为高效能运算级的GPU协同运算也渐渐在手机萌芽，也因此GPU的效能也会在智慧手机日益受到重视；例如iPhone5的AppleA6应用处理器，晶圆上PowerVRGPU面积就远大于CPU所占的面积，除了用于游戏效能与影像显示，目前也在相机摄影功能被大量利用。

GPU在手机上可作到单张照片之即时HDR曝光渲染，拍照时的人像、物体辨识，物体追焦，以及如影像编码运算辅助、AR扩增实境应用等；许多的GPU协同应用已经被手机厂商与系统商加入支援，购买新一代中高阶手机的消费者其实早就在享受GPU平行运算带来的好处而不自知。

对于ARM的市场份额而言，手机硬体晶片市场几乎被ARM囊括，而且在智慧手机当中，会使用基于ARM架构的晶片至少3-5颗，而且许多晶片当中使用到的架构并不只一种；除了应用处理器内的Cortex-A、MaliGPU之外，包括电信基频管理晶片，无线网通管理，I/O管理，触控管理等等，还会使用ARM的Cortex-R即时运算核心与Cortex-M工控核心架构。

而原本用于即时性的高效能管理用的Cortex-R核心，未来在手机内的晶片当中的重要性也会越来越高，尤其在需要管理大量数据频宽流量且需要越来越短的反应时间的无线技术，例如LTE以及802.11ac等技术，皆是带动Cortex-R架构于手机用的无线晶片需求的动力。