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芯有灵犀一戴成
来源:  时间:2014-09-09
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文中内容均为作者郑小龙个人观点和看法。

---谈可穿戴式应用处理器平台趋向

曾经,人们激情澎湃地畅谈“第三次浪潮”的来临;而今,这一浪潮已经席卷了三十多年,并且还在激荡着。电子技术带来了一个跨度超过半个世纪的浪潮,这一浪潮的源头是集成电路的兴起,动力来自集成电路的不断演化和突破。今年笔者已毕业四分之一世纪,而笔者在初入清华园就曾惊叹于这浪潮的汹涌,之后也曾置身这波澜壮阔的潮流中。笔者曾有若干年研发的体会,以及近二十年的集成电路营销的感悟,现在淡出芯片商界,希望能够以更为公正的视角来探讨可穿戴式应用处理器平台的发展趋势。

从便携式到可穿戴的变迁

集成电路中门阵电路的不断聚集,必然产生出运算单元。随着运算能力的提高,聪明的芯也就出现了,这就是微处理器,之后便有了单片机(MCU)、中央处理器(CPU)和数字信号处理器(DSP)。对于电子产品而言,最显而易见的变化是持续缩小的尺寸,由此而成就了很多曾经的明星产品,其中最典型的就是以CPU为核心的个人计算机。后来经过人们不懈的努力,以DSP为核心的产品成就了便携式产品,其中最典型的就是手机。之后的发展进程大家就很熟悉了,大量数字信息产品要不止能手提,还要能手持,进而能手握。便携式就是这样带来了数字信息时代的繁荣,极大地改变了人们的生活方式。

在数字信息时代初期,人们普遍以拥有各种各样的新潮信息产品为荣,然而每个产品却只有单一用途,只能满足某一种特定需求。时过境迁,过去的时髦青年不幸被现在的“小两件”所轻易地取代,而便携的宗旨还没有发生变化。

这是集成度急速提高的功劳,特别是单片系统(SOC)的出现,大大加速了提高数字信息功能集成度的进程。许多便携式产品形态消失逐步并融合到智能化的手持终端里,最终形成了现在的智能手机和平板电脑。因特网还在延续,只是增加了WiFi、GPRS、3G,甚至4G等多种便利的通道。

然而,人们的手还是没有完全解放出来,由于过多地低头摆弄屏幕设备,人们的生活和健康出现了一些亟待解决的问题。如何有所改变呢?可穿戴式产品应运而生,并开始层出不穷。这给微处理器芯片带来了新的挑战——向超小型化和超低功率发展。更高的智能化需求带来更大的运算量,因此运算能力不能有折扣。此外,物联网相关的传感技术也在这些应用中发挥着重要作用,云计算平台也开始成为系统应用的依托。因此,可穿戴式的小时代到来了,并将进一步改变我们生活的方方面面。

可穿戴式产品如服饰一样穿戴在人们的身上,而不会影响任何行动和活动,反而可以通过这些智能化的微型感知设备,让生活更加便捷、安全和有趣。

从针对性到通用性的策略

面对可穿戴式时代的到来,芯片厂商是否都做好了准备?其实早在十几年前,数字家庭的概念被炒得火热的时候,就有厂商未雨绸缪,规划和推进针对便携式的处理器,比如有以大师的名字命名的SoC系列。然而,面对可穿戴式应用,过去的平台似乎已经风光不在。首先,通用的媒体处理平台难以适应多样化应用的需求;其次,受体系架构制约而难以实现超小型化;第三,受工艺限制难以降低功耗。面对可穿戴式这样一个具有极大潜力的市场,有的厂商仍然抱定针对性的策略,希冀以不变应万变,这无疑是种保守。

采用通用性策略,就是进一步在通用平台有所投入,采用新的工艺和技术,最有效地支持可穿戴式应用的创新。同样是老牌企业,它们的选择却是不同的。我们看到一个新颖的以粒子来命名的“夸克”就这样冲进了小时代。这是CPU领导者Intel在去年推出的,面向可穿戴式数字信息产品的新平台。为物联网嵌入式应用所打造的“夸克”系列微处理器,其核心面积能够小于 10平方毫米,功耗不超过100毫瓦,并且沿用的是“奔腾”处理器通用的体系架构,再配上丰富的I/O接口,这是行业内推陈出新的一个创举,众多可穿戴式产品的开发厂商将由此获得更广阔的一片天空,因为X86核心意味着全球极其庞大的软件开发者群体,将具有无穷无尽的创意空间。

采用32nm的工艺,主频为400MHz,最大支持2GB DDR3-800内存的第一代“夸克”,无疑是对现在流行的ARM嵌入式处理器的一大挑战。当通用性成为推进的策略,而开放性作为拓展的“杀手锏”,那么“夸克”将完全可能在行业的可穿戴性应用中掀起新的波浪。“夸克”芯片具有很大的开放性,第三方厂商不但可以轻而易举地一些功能集成至芯片,甚至还可以通过获得授权而进行生产。对于中国企业而言,这也是一个自主开发在面向可穿戴性芯片的契机。不过,作为一个后来者,要赢取一个新兴市场的攻坚战,还有很多的路要走。如果市场战略不能持续持久,如果芯片开发不能尽善尽美,更大限度地满足不断变化的需求,那么前路并非平坦。总之,可穿戴式产品必须做到一切应用能走心,唯有用心才能如愿。

从系统上到“云物里”的创新

无论是“武器(ARM)”还是“臂膀(ARM)”,抑或是“夸克(Quark)”,要真正把握住可穿戴式产品的发展潮流,就一定不能忽视系统级应用。过去谈产品,系统的概念更多是支持更多的产品组合。而现在谈系统,就要从一个更广阔的空间层面来谈,就是所谓的“云物里”。“云”可通天,就是云计算的平台支持系统;“物”有灵性,就是物联网的网络互联系统。随着云计算能力越来越强,网络带宽越来越大,传感器灵敏度越来越高,能够采集更多的数据先进行前端处理,然后再高速传到云端进行综合分析处理,并及时反馈和相应,让可穿戴式产品将更大程度结合系统级应用。人们通过可穿戴式产品,将享受到自由自在、无拘无束的生活、工作和娱乐,真正地做到“一切尽在掌握”。可穿戴式产品的尺度还在缩小,甚至趋于隐形,使得时髦青年可以本来面貌游走于世,既是创新的得益者,也是新的创新者。

数字信息产品终于由便携式向可穿戴式发展,其中最关键的还是芯片技术的突破。用户在物联网广阔的世界里,萌生了许许多多的奇思怪想,这成为可穿戴式产品不竭的的创新源泉。然而,这还只是一个开始,唯有真正深入理解需求并与时俱进,不断创新,才能赋予芯片核心更多的灵性,才能主导可穿戴式平台的潮流。谁将是最后的赢家?让我们拭目以待!

作者介绍:本人与数字信息产业有近三十年不解之缘。1984年入无线电系,5年后却得到电子工程学位。1989年进入邮电研究所,却用DSP开发短波高速调制解调器。后下海,搞过无线局域网、磁卡售饭系统、卫星电话系统等等,然而最终回归到半导体行业。1996年加入TI公司,从事过技术支持工程师、销售工程师、客户经理,10年DSP的业务拓展协同中国企业不断将新兴市场推向高潮。现仍在物联网领域,继续关注市场开拓和产品创新。