● 文/張召林
隨著蘋果iPad產品熱銷，非蘋果陣營的iPad-like產品也受到市場注目，根據市場機構預期，明年平板市場規模將有3000-4000萬臺，使得不只NB業者，手機業者也躍躍欲試，希望搶搭這股熱潮。近期三星與戴爾已領先市場對外展示最新平板計算機產品，雖然價格未必具競爭力，但規格與效能表現明顯不輸給蘋果iPad，臺灣雙A宏碁與華碩平板計算機也將在年底問世，整體市場規模可望持續向上攀升。未來平板計算機市況可望一路向上，業界很多芯片公司除了觸控IC有機會搶進外，也將利用原有的PC芯片設計技術推出平板計算機專用的芯片組。
一、平板電腦ARM芯片概況
平板電腦大致上可以分為兩種類型：傳統型平板電腦和以iPad為代表的新一代平板電腦。傳統“平板電腦”概念是由微軟提出的，是指能夠安裝x86版本的Windows系統、Linux系統或Mac OS系統的PC。由于X86架構功耗較高，勢必造成了傳統型平板電腦在續航及散熱方面的表現不盡人意。2010年1月，蘋果發布了iPad這款平板產品，掀起了新一代平板電腦的熱潮，以iPad為代表的第二代平板產品雖然不屬于微軟提出的平板電腦概念范疇，但是這個名字已經廣泛為大家所采用，因此我們可以將它們總結為新一代的平板電腦。
與傳統平板電腦不同的是，新一代平板電腦大多采用ARM架構，這樣就可避開能耗高的問題，在續航和散熱方面有了很大改進。同時新一代平板電腦大部分搭載iOS、Android、webOS或者BlackBerry Tablet OS系統，在界面交互性上優化不少，增加了用戶的體驗感。
在傳統電腦領域，英特爾和AMD作為兩大處理器巨頭，統治了整個產業鏈多達數十年的時間。2010年新一代平板電腦出現以后，一定程度上對傳統電腦產業造成了影響，使x86處理器的主導地位發生動搖。而整個平板電腦最核心最本質的硬件通用處理器部分，則是由一家較為低調的公司來設計并執行授權，它就是英國的ARM公司。
ARM（Advanced RISC Machines）是微處理器行業的一家知名企業，設計了大量高性能、廉價、耗能低的RISC處理器、相關技術及軟件。ARM技術具有性能高、成本低和能耗省的特點，契合了移動產業的發展需求。
在商業模式方面，ARM公司與傳統處理器巨頭英特爾及AMD有所不同。ARM公司自己并不制造芯片，只負責芯片的設計，并將設計方案授權（licensing）給其他公司使用，從中得到授權費用。
進入二十一世紀以后，手機等移動終端產品迅速發展，使得ARM產品的出貨量呈爆炸式增長，ARM處理器也迅速占領了全球90%以上的手機市場份額和上網本處理器30%的市場份額，矛頭直指英特爾。
由于ARM的商業模式是開放的，任何廠商都可以購買ARM的授權，因此ARM擁有非常多的合作伙伴，人多力量大，ARM將會與全球其他半導體廠商一道來對抗相對保守的英特爾公司。現階段，采用x86架構的英特爾Atom處理器在功耗上與ARM處理器相比還有一定差距，即使在未來英特爾處理器能夠把功耗降下來，屆時英特爾將要面對的對手也不只是ARM一家，而是全球生產ARM芯片的半導體廠商。
現階段，持有ARM授權的半導體公司非常多，像Freescale（飛思卡爾）（于2004從摩托羅拉公司獨立出來）、德州儀器（TI）、STMicroelectronics（意法半導體）、，三星電子、Broadcom（博通）、Cirrus Logic（凌云邏輯）、Atmel（愛特梅爾）、富士通、英特爾（借由和Digital的控訴調停）、IBM，英飛凌科技，任天堂，恩智浦半導體（于2006年從飛利浦獨立出來）、OKI電氣工業、Sharp（夏普）和 VLSI等知名公司均擁有不同形式的ARM授權。
二、平板電腦芯片組性能初步分析
現階段，平板電腦市場可以說是魚龍混雜，相似的外觀，相似的操作系統，但是在體驗性上卻往往相去甚遠。一臺平板電腦，無論它的外觀如何靚麗，系統版本如何前衛，如果沒有強大硬件基礎的支持，依然發揮不出它該有的優勢。而系統級芯片（SoC），作為整體硬件系統的心臟部分，在整個系統運算過程中起著至關重要的作用。
系統級芯片（SoC）的另一個名稱是“片上系統”。從狹義的角度講，它指的是一個包含完整系統并有嵌入軟件的全部內容的集成電路。從廣義角度講， SoC是一個微小型系統，如果說中央處理器(CPU)是大腦，那么SoC就是包括大腦、心臟、眼睛和手的一個系統整體。現階段的平板電腦芯片大部分以SoC的形式存在，一個芯片上集成了通用處理的CPU、圖形處理的GPU、內存控制器(memory controller)等等，有些SoC還集成了通訊解碼芯片、GPS芯片等，典型代表是高通的Snapdragon系列。嚴格的說，我們平時所講的高通QSD8250、德州儀器OMAP 3630、蘋果A4等都不是單純的“處理器（CPU）”，它們應該叫做系統級芯片（SoC）。
與傳統電腦結構類似，決定SoC芯片性能的兩個重要組成單元分別是通用處理核心（CPU）和圖形處理核心(GPU)。通用處理核心（CPU）的大東家就是我們熟知的ARM公司。圖形處理核心(GPU)的設計授權公司有ARM公司、英國Imagination公司和美國高通公司。
1、通用處理核心（CPU）
ARM處理器由來已久，在現階段平板電腦所應用的ARM處理器中，從低端的ARM9系列到高端的Cortex-A9，各種平板電腦基本都有囊括。從下面的概況圖中我們可以看出各階段ARM處理器的基本情況：
·高通與ARM：高通向ARM公司購買指令集（ARMv6、ARMv7）使用權，自己設計出芯片組處理器核心——Scorpion核心。高通聲稱Scorpion核心比ARM Cortex A8核心的通用計算能力強5%。
·蘋果A5與Cortex-A5：蘋果下一代平板電腦iPad 2將會由蘋果A4芯片組升級為蘋果A5芯片組，該芯片組集成Cortex-A9內核處理器。而Cortex-A5則是ARM發布的一款內核核心，屬于Cortex家族，定位入門市場，用于替代ARM9和ARM11核心。
2010年平板電腦市場處于起步階段，國內出現了不少平板電腦廠商。相比國外平板產品而言，國內平板電腦大部分采用較為低端的ARM9和ARM11核心芯片組，比較典型的芯片代表方案有：瑞芯微RK2808/2818、Telechips TCC8902和盈方微IMAPx200。在2010年平板電腦起步之年，國外平板品牌相對來說反應并不大，只有寥寥數家廠商推出了自己的平板電腦產品，其他廠商則將產品推到了2011年進行發布。從2011年CES和NWC大展上發布的新品可以看出，新一代平板電腦大戰已箭在弦上。
在2011年，國內平板廠商將會逐漸過渡到Cortex-A8核心芯片組上，性能明顯提升。典型的兩種芯片方案是Telechips TCC8803和瑞芯微RK29xx。采用Telechips TCC8803芯片組的代表性產品樂天派Gpad 702已經發布，而瑞芯微RK29xx的產品暫時還未推出。雖然國內的平板電腦產品相比之前有了不小的提升，但與國外平板產品相比還存在一定差距，在2011年發布的新品中，國外品牌大多數采用的是Cortex-A9雙核心芯片組。
2、圖形處理核心（GPU）
在移動GPU領域，除了我們熟知的ARM公司掌握著Mali系列圖形技術以外，另外兩家公司Imagination Technologies的PowerVR SGX和高通公司的Adreno系列圖形產品也非常強勁，基本形成了三足鼎立的局面。
① Imagination PowerVR SGX
Imagination Technologies是英國的一家無工廠半導體設計公司，Imagination并不制造顯示核心，而是授權給其他廠商融入SoC處理器或芯片組中。上世紀末的PC 3D加速卡市場中，Imagination的PowerVR曾是Voodoo卡的主要競爭對手，在與NVIDIA、ATI的競爭中失利后轉戰嵌入式市場。對于廣大公眾來說，Imagination公司的名字或許并不響亮。
但事實上，包括Intel、三星、德州儀器等公司都獲得了Imagination公司的授權，他們制造的手機、超便攜系統處理器或SoC片上系統芯片上，都搭載了由Imagination開發的PowerVR圖形核心技術。在蘋果iPad、三星Galaxy Tab等大量平板電腦中，都可以看到PowerVR圖形核心的影子。
PowerVR規模和實力無法與nVIDIA、ATI相比，之所以能一直生存下來的原因是及時轉向適合自己發展方向的領域即移動市場，走精、專的路線，很好地發揮了自己的技術優勢，同時也避免了桌面圖形市場的殘酷競爭。Imagination新一代掌上圖形芯片PowerVR SGX530/535/540等屬于第五代PowerVR產品，采用統一架構，支持DX9，SM3.0，OpenGL 2.0，依然采用TBR渲染模式，支持H264解碼。
② ARM Mali
ARM在移動微處理器方面非常具有威望，同樣它在GPU方面的造詣也很高，并越來越多地應用在平板電腦等移動終端領域。作為業界頂級芯片廠商，ARM為各類便攜智能設備以及其它相關產品提供包括CPU、GPU在內的多方面的解決方案，其中ARM的GPU就是Mali系列，它包括有世界上最小的符合OpenGL ES 1.1的GPU，也有支持全高清解碼、或者具有可擴展性的多核解決方案，為高端數字娛樂系統提供強勁支持。
ARM Mali系列圖形核心如表2所示。
③ 高通Adreno
高通（Qualcomm）不只是一家在移動SoC芯片和3G通信技術上造詣頗深的公司，而且是一家擁有移動GPU自主設計能力和生產能力的公司。移動GPU是SoC芯片的一部分，與ARM架構的通用處理器（CPU）一起構成SoC芯片體現應用性能的兩個重要部分。2009年初，高通傳出收購AMD包括繪圖芯片技術在內的掌上設備資產，將這部分技術包括產權收于囊中，根據這項技術授權，高通開發出了今天我們熟知的QSD和MSM系列芯片組，代表性的有MSM7x01、MSM7227、SQD8250、MSM8255等，主要應用在手機和平板電腦領域中。
④ 其他設備平臺
三、總結
通過對以上芯片組總體情況分析可以看出，現階段平板電腦所采用的芯片組（SoC）與智能手機所采用的芯片并沒有拉開太大的距離，也就是說在運算性能上平板電腦并不比主流的智能手機強多少。在操作系統大同的情況下，平板電腦除了擁有較大的屏幕，與智能手機間的硬件差距并不十分明顯。
平板電腦作為介于手機與筆記本之間的一種產物，也應該擁有介于手機與筆記本之間的硬件配置，這樣才能使平板電腦持續穩定地發展下去，不然平板電腦將有可能被體積更小功能更為全面的智能手機所代替。
平板電腦的產生，是順應時代潮流的一種產物。Android系統的迅速崛起和ARM產業的快速發展一定程度上催生了新興的平板電腦市場。事實上，Android系統對芯片的要求著實不低，頻率太低的方案使用起來只會讓人抓狂。即使一臺成品的平板電腦擁有高端的硬件配置，它能否發揮出該有的性能，還要看廠商及芯片商所做的優化，優化不夠，性能依然很難提升上去。
對于平板電腦廠商，選擇一個合適的平板電腦芯片組方案一定程度上也決定了該產品的市場定位。在平板電腦芯片組的選擇上，除了成本和性能以外，廠商還要根據芯片組的優化情況擇優而用，畢竟對于自我開發能力較弱的國內山寨廠商來說優化并非一件易事。一個芯片組的理論能力能否發揮出來，與優化情況有著非常大的關系，從長遠角度來講直接影響到了一臺成品平板電腦的使用體驗。
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