@ 2013.09.15 , 02:24

协处理器的崛起

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在过去的这些年里,芯片工匠们越来越仰仗高度集成化来节省电力,减小芯片面积并提升产品性能和效率。这是从一些像「内存控制器」这样的小东西开始的,但是我们已经到了一个极限,几乎所有的计算机上重要的芯片,全都被集成到了一枚「万用金油」的硅片上,所以被称之为「片上系统」(简称SoC)。

但是一些高端手机制造商开始反其道而行之,以增加一些新功能——他们开始采用一枚,或者多枚娇小、超省电、专芯专用的协处理器来承担一些非常专门的工作。为什么不在 SoC 上直接集成这些功能呢?让我们从最新发布的 iPhone 5S 和 MotoX 上找寻答案吧。

省电

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Google 买下 Motorola 以后的第一款手机 Moto X,采用专用的协处理器来实现「待机界面信息提示」和「语音操作」。

iPhone 5S 的 M7 协处理器,和 MotoX 的「X8 计算系统」,它们都具有一个相同的特点:可以在手机处于待机状态的时候干活。哪怕是你的手机放在口袋里,甚至是关机的时候,M7都能专门负责处理 iPhone 接收的各种物理动态数据。而 MotoX 集成的两枚协处理器中的一个,专门用来显示低功耗的「待机界面信息提示」功能;另外一个则负责聆听你的语言命令。

所以说,为什么不把这些功能做到 SoC 上呢? 如果你稍稍了解一些关于 SoC 设计方面的知识,你就知道在 SoC 上,不止有 CPU 和 GPU ,还有其他类似协处理器的东西。比如,视频解码和编码,就是由专门的一小块芯片负责,这样看小片儿的时候就不用动用 CPU 或者 GPU 这样的电老虎。

但也不是说协处理器就是万包全师,只是它们很适合那些需要一直在后台运行的任务,就像 iPhone 和 MotoX 那样。手机设计是门平衡的艺术,在性能、功耗、功能之间迂回。就算是一点点小小的改进,比如用协处理器负责具体任务,都能大大改善续航表现。

灵活性

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协处理器的应用,不但给设备带来了新功能,而且还给 Apple 和 Google ,还有其他厂商开发升级新功能带来了极大的灵活性。

还是拿 MotoX 的 X8 举例子(球米娘、魅姐、华哥等速速跟进),MotoX 采用的是 Qualcomm 的 闪龙的 SoC,和两枚协处理器。但是 Google 没有让高通的 SoC 吃死这两枚处理器。如果明年 Google 和 Moto 决定出一款塑料壳的廉价版 MotoX,或者土豪金的升级版。那么他们可以自由选择任何 SoC 供货商,因为协处理器只负责具体任务可以保留,这样不至于在更换 SoC 的时候,把孩子连水一起泼掉。

虽然 Apple 没有透露未来的产品计划,我很确定 5s 将不是唯一采用 M7 的i系列产品。流言说明年 Apple 会发布新款的 iPod(因为没有跟上2年的产品更新周期,所以貌似10月份还有惊喜等着我们。),成为一款健身产品。但是 Apple 不太会在一款低端,低溢价的产品上塞进个 A7 或者 A8,独立工作的协处理器 M7,可以很容易和上一代传奇 A6 处理器搭档圈钱,开启这些需要持续后台运行的功能,而且不需要专门的 SoC 配合。

和其他消息指出的一样,M7 将会成为很多未来穿戴设备的理想选择,因为它们对于电池的要求比智能手机还要苛刻。想象一下 M7 搭配像 A5 那样的单核处理器,比如在年初发布的 Apple TV,和传说中的智能手表(如果苹果还在暗地里造表的话)。

对于芯片驱动的计算设备来说,将会继续走高度集成化的道路。但是一些从庞大 SoC 里独立出来的功能芯片也具有巨大的价值,随着越来越多需要常驻后台运行的功能,我们在未来会看到更多它们的身影。


外国网友油瓶:

beebee 评论道:
哦不,还有一个采用协处理器的原因文章里没有提到。任何一个干过芯片设计的人,都会告诉你,外部接口都是很费电的,你需要增加芯片以外的电容和连接电路。
高度集成意味着更少地外部电路。

fivemack 对此评论道:
把许多运算单元坐在一款硅片上,和避免用外置的芯片的缓存是有其强大理由的;这也是为什么手机的 GPU 永远是和 CPU 集成在一款硅片上的原因。
但是,文章里提到那些东西,不是单纯的,跑在系统总线上的协处理器;他们只是接收一些感应器的数据,完成运算,然后通过占用一个 IRQ 中断与其他芯片协同工作。

本文译自 Ars,由译者 Junius 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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