加速嵌入式市場(chǎng)變革的APU、HSA技術(shù)

美商超微半導(dǎo)體 (AMD) 領(lǐng)先推出結(jié)合傳統(tǒng)x86 處理器與繪圖處理器于一體的APU晶片，并以桌機(jī)╱筆電等領(lǐng)先技術(shù)導(dǎo)入嵌入式產(chǎn)品，與推動(dòng)OpenCL異質(zhì)平行運(yùn)算的相關(guān)應(yīng)用。AMD也致力于與上游處理器業(yè)者，建構(gòu)HSA異質(zhì)性運(yùn)算架構(gòu)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟與生態(tài)鏈，加速嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用新猷并帶動(dòng)市場(chǎng)的變革。

挾豐沛技術(shù)及產(chǎn)業(yè)經(jīng)驗(yàn) 瞄準(zhǔn)嵌入式市場(chǎng)全面啟動(dòng)

美商超微半導(dǎo)體全球嵌入式解決方案事業(yè)部 (AMD Embedded Solutions) 副總裁暨總經(jīng)理Scott Aylor，就AMD嵌入事業(yè)群組織架構(gòu)、市場(chǎng)狀況、AMD的嵌入式策略與相關(guān)解決方案做闡述。目前AMD由Lisa Su博士擔(dān)任全球業(yè)務(wù)單位資深副總暨總經(jīng)理并由五位副總分別帶領(lǐng)圖形事業(yè)部(Graphics Business)、用戶端事業(yè)部(Client Business)、半導(dǎo)體客制化事業(yè)部(Semi-Custom Business)、嵌入式事業(yè)部(Embedded Business)與伺服器事業(yè)部(Server Business)五大事業(yè)部門。經(jīng)過2012年Q3到2013年Q1的組織重整計(jì)劃，AMD嵌入式事業(yè)部順利在2013年Q3站穩(wěn)山頭、加速執(zhí)行原有產(chǎn)品藍(lán)圖，達(dá)成2013全年度財(cái)報(bào)目標(biāo)。

美商超微(AMD)半導(dǎo)體全球嵌入式解決方案事業(yè)部副總裁暨總經(jīng)理Scott　Aylor

AMD嵌入式解決方案事業(yè)部并在2014年以轉(zhuǎn)型求贏的發(fā)展策略，建構(gòu)領(lǐng)先業(yè)界的低功耗、x86和ARM架構(gòu)伺服器，與繪圖卡產(chǎn)品的硬體電路IP，將既有40～50%業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型至近年來呈現(xiàn)高成長(zhǎng)率的低功耗終端、嵌入式產(chǎn)品、客制化半導(dǎo)體、專業(yè)繪圖卡與高密度伺服器等市場(chǎng)領(lǐng)域。AMD嵌入式事業(yè)群累積超過20年各個(gè)嵌入式領(lǐng)域應(yīng)用方案的豐富經(jīng)驗(yàn)，提供更長(zhǎng)的供貨期、更低功耗、更寬廣的技術(shù)支援外，同時(shí)提升可靠度，以兼具低功耗、高效能優(yōu)勢(shì)且更多元彈性化的嵌入式應(yīng)用滿足市場(chǎng)和客戶需求。

邁向運(yùn)算新紀(jì)元

Scott Aylor指出，圖形加速啟發(fā)了視覺與互動(dòng)式運(yùn)算體驗(yàn)，從觸控式螢?zāi)坏絼?chǎng)級(jí)3D顯示等驚艷技術(shù)，至今已普及到每位PC用戶，整個(gè)歷程花費(fèi)了約20年之久。時(shí)至今日，各式影像運(yùn)算技術(shù)已隨著科技的腳步，無(wú)形地遁入日常生活之中、時(shí)時(shí)刻刻圍繞在消費(fèi)者身邊，將消費(fèi)者帶入更便利、快速的運(yùn)算新紀(jì)元。

據(jù)Juniper市調(diào)機(jī)構(gòu)預(yù)估，到2017年全球?qū)?huì)有5億部機(jī)聯(lián)網(wǎng)(M2M)與嵌入式裝置;鑒于全球市場(chǎng)發(fā)展需求，AMD嵌入式解決方案事業(yè)部也將聚焦于智能終端、智能用戶端裝置、智能伺服器、智能云端運(yùn)算、即插即用的IP智財(cái)電路，以及嶄新的處理器架構(gòu)。據(jù)2013年5月IDC針對(duì)M2M、IoT從2006～2016年市調(diào)預(yù)估指出，傳統(tǒng)嵌入式裝置數(shù)量己從2006年31.11億部成長(zhǎng)到2013年56.7億部，預(yù)估至2016年將會(huì)達(dá)到70.63億部;而智能裝置的出貨量也從2006年2.839億部，在2013年成長(zhǎng)至17.38億部，追平手機(jī)2013年出貨量的17.56億只，而智能裝置出貨量更預(yù)估會(huì)在2016年成長(zhǎng)至25.94億部。

依VDC調(diào)研機(jī)構(gòu)2012年對(duì)嵌入式市場(chǎng)調(diào)研觀察，預(yù)料在2016年總值155億美元的嵌入式市場(chǎng)，x86與ARM架構(gòu)處理器將占82%。若分析嵌入式處理器在各種應(yīng)用領(lǐng)域的市占率與復(fù)合成長(zhǎng)率(CAGR)，網(wǎng)通產(chǎn)品占13.3%、CAGR 6.8%，工業(yè)用平板占7.4%、CAGR 8.1%、消費(fèi)性電子產(chǎn)品占6%、CAGR 8%，工控應(yīng)用產(chǎn)品占4.3%、CAGR 5.8%，零售自動(dòng)化設(shè)備占3.4%、CAGR 9.9%，儲(chǔ)存裝置占3%、CAGR 6.8%，游戲機(jī)占2.6%、CAGR 11.4%，數(shù)位看板占1.9%、CAGR 14.2%，醫(yī)療電子占1.6%、CAGR 12.9%，精簡(jiǎn)型電腦占1.1%、CAGR 7.2%。

Scott Aylor更進(jìn)一步說明AMD嵌入式產(chǎn)品與技術(shù)策略，在于開發(fā)創(chuàng)新的嵌入式平臺(tái)，致力于領(lǐng)先產(chǎn)業(yè)的系統(tǒng)解決方案。AMD在視覺嵌入式平臺(tái)具備無(wú)與倫比的技術(shù)領(lǐng)先地位，追求最低成本、最低功耗下的效能領(lǐng)先，是業(yè)界唯一提供ARM與x86架構(gòu)的嵌入式產(chǎn)品組合的處理器供應(yīng)商，同時(shí)引領(lǐng)整個(gè)產(chǎn)業(yè)界進(jìn)入異質(zhì)運(yùn)算架構(gòu) (Heterogeneous System Architecture;HSA) 的典范轉(zhuǎn)移。

嵌入式技術(shù)解決方案與藍(lán)圖擘畫

Scott Aylor指出，AMD嵌入式產(chǎn)品技術(shù)解決方案將瞄準(zhǔn)工業(yè)控制與自動(dòng)化 (Industrial Control & Automation)、嵌入式游戲機(jī) (Embedded Gaming)、精簡(jiǎn)型電腦 (Thin Client)、數(shù)位看板 (Digital Signage) 與網(wǎng)通基礎(chǔ)設(shè)備(Communications Infrastructure) 等市場(chǎng)。在獨(dú)立顯示卡╱晶片部份， 超微于2013年推出512MB GDDR5容量的AMD Radeon E6460及E6760 繪圖晶片，預(yù)計(jì)于2014年推出代號(hào)Adelaar (老鷹) 的下一代繪圖核心，具備72GB/s超高記憶體傳輸速率、2GB的GDDR5繪圖記憶體設(shè)計(jì)。

針對(duì)低功耗區(qū)塊，2013年AMD推出Embedded G系列APU，內(nèi)建等同于RadeonHD8000的繪圖核心與二到四核Jaguar 處理器核心架構(gòu)，設(shè)計(jì)功率6～25W;2014年將推出代號(hào)Steppe Eagle (草原雄鷹) 的APU，采取二至四核的增強(qiáng)型Jaguar 處理器核心，Sea Islands等級(jí)的繪圖核心，設(shè)計(jì)功率5～25W。

而高效能區(qū)塊 (High-performance)，2013年AMD則推出Embedded R系列APU與處理器晶片，采二至四核Piledriver 處理器核心架構(gòu)，前者并結(jié)合AMD Radeon HD 7000系列繪圖核心，設(shè)計(jì)功率為17~35W。并在2014年先推出代號(hào)Bald Eagle (白頭鷹) 的APU/CPU晶片，采二至四核Steamroller 處理器核心架構(gòu)，APU則整合Sea Islands 繪圖核心，設(shè)計(jì)功率維持17~35W;隨后將推出首度結(jié)合四至八核的64位元ARM Corte-A57處理器核心架構(gòu)、代號(hào)Hierofalcon (獵鷹) 的處理器單晶片，此產(chǎn)品并整合10 Gigabit乙太網(wǎng)路控制器，設(shè)計(jì)功率15～30W。

AMD針對(duì)工控自動(dòng)化、儲(chǔ)存裝置、游戲機(jī)、數(shù)位看板、零售裝置與HMI人機(jī)介面等高效能市場(chǎng)，推出Embedded R系列X86 APU;針對(duì)網(wǎng)路儲(chǔ)存裝置、資安裝置與統(tǒng)合型路由器等網(wǎng)通設(shè)備，推出Embedded R系列ARM SOC;針對(duì)精簡(jiǎn)型電腦、汽車娛樂設(shè)備、POS、STB/IP TV機(jī)上盒╱網(wǎng)路電視盒等低功耗市場(chǎng)，推出Embedded G系列X86 SOC。而保全、監(jiān)控、醫(yī)學(xué)影像、國(guó)防航太等高效能繪圖╱多媒體應(yīng)用市場(chǎng)，則有AMD Embedded Radeon繪圖晶片可供應(yīng)用。

在嵌入式軟體部份，作業(yè)系統(tǒng)有Windows、Windows Embedded、Linux、RTOS和Android的支援，虛擬化平臺(tái)軟體(Virtualization)部份則有VMWare、Citrix、Windriver、KVM、XEN等;效能函式介面則提供Direct X、OpenGL、OpenCL、DirectCompute、C++ AMP與各種Multimedia編╱解碼器;技術(shù)部份則提供HSA異質(zhì)性運(yùn)算架構(gòu)和AMD Eyefinity(多重顯示技術(shù));開發(fā)工具部份則提供效能函式庫(kù)、系統(tǒng)開發(fā)套件(SDK)、錯(cuò)誤偵測(cè)剖析工具與應(yīng)用函式庫(kù)等。

引領(lǐng)HSA異質(zhì)化運(yùn)算架構(gòu) 推動(dòng)成為產(chǎn)業(yè)主流

HSA異質(zhì)性運(yùn)算架構(gòu)(Heterogeneous System Architecture)，是一種讓整合于單一矽晶片內(nèi)部CPU、GPU、DSP等處理元件，藉由妥善的任務(wù)分配到最佳處理單元，使所有元件都能無(wú)縫的和諧運(yùn)作。AMD的APU結(jié)合了以串列資料處理(Serial Data processing)見長(zhǎng)的處理器，及平行化資料處理(Parallel Data Processing)見長(zhǎng)的Radeon 繪圖核心于一體，藉由hUMA異質(zhì)統(tǒng)一記憶體存取架構(gòu)，相互高速溝通并剔除反覆的存取時(shí)序，使軟體開發(fā)者發(fā)揮硬體應(yīng)有的效能，提供更豐富視覺、直覺且類似人類互動(dòng)的使用新體驗(yàn)。

Scott Aylor表示，AMD于2012年6月聯(lián)合安謀(ARM)、三星(Samsung)、高通(QUALCOMM)、德儀(TI)與聯(lián)發(fā)科(MEDIATEK)等處理器大廠，成立非營(yíng)利的異質(zhì)系統(tǒng)架構(gòu)基金會(huì)(HSA Foundation)，建立從矽智財(cái)(Silicon IP)到軟體開發(fā)商等完整異質(zhì)性運(yùn)算的產(chǎn)業(yè)鏈。另一方面，全球連網(wǎng)裝置出貨量在2012年為12億部，預(yù)估到2016年將成長(zhǎng)到21億部;而在出貨超過8億部連網(wǎng)裝置的三個(gè)處理器大廠中，就有兩個(gè)是HSA聯(lián)盟成員。由此可見，HSA將會(huì)是驅(qū)動(dòng)未來數(shù)十億多核心連網(wǎng)裝置創(chuàng)新步伐的終極推手。

Scott Aylor總結(jié)，嵌入式市場(chǎng)持續(xù)成長(zhǎng)需要針對(duì)垂直整合與系統(tǒng)挑戰(zhàn)提出因應(yīng)的技術(shù)解決方案。AMD做為一個(gè)可信任的科技合作夥伴，提供全方位的嵌入式技術(shù)解決方案，引領(lǐng)業(yè)界與客戶提供嵌入式市場(chǎng)應(yīng)用的創(chuàng)新之道。