行动多核心低功耗设计要领

绿色节能论坛一开场，首先由Nvidia技术营销工程师张佑纶说明行动多核心处理器架构的低功耗设计要领。正由于行动装置对于应用软件的处理运算量不断提升，包括高分辨率的数字内容，或者多媒体影像及游戏，迫使行动装置对于处理核心的效能要求越来越高。

张佑纶表示，尽管1997年全球第一款智能手机就已经问世，然而到了2007年苹果iPhone的上市，才是智能手机世界大战开打的导火线。自此开始，智能手机的发展就如同赶进度般，2011年出现第一支双核手机，来年起2012年四核手机相继问世。

为何多核心处理器，对于降低手机功耗有如此的重要性？张佑纶说，以手机上网为例，看似简单的浏览网页动作，其实手机处理器必须同时处理包括背景工作、Java与ActiveX的编译码、网页上不同的Flash动画与多媒体内容，对于单核心处理器来说，将会全速进行运算处理，如此将耗用几乎满档的工作电压与运算频率，手机电源将很快就耗尽。而如果采用双核心，甚至四核心处理器，运算工作分散后，每个处理核心所耗用的运算资源降低，相对会达到更节能的效果。

张佑纶认为，智能手机的设计，将会不断面临运算效能与电池寿命的取舍。而走向多核心处理器，将是提高运算效能，同时延长电池续航时间的最佳途径。

低功耗充电器的挑战与应用

所有的电子产品，动力的来源都是电。怎么用电能减少功耗，进而满足节能的要求，就是一门最根本的学问。恩智浦高性能混合讯号事业部资深经理张锡亮表示，在以往，节能的要求所著重的，就在于电子产品进行主要运算功能时，提高能源效率，降低能量耗损。只不过，能源效率增加的幅度十分有限，要找出更高的节能效益，还必须从别的方向下手。

张锡亮说，一般家电用品或电子产品，几乎都是长时间插着电源插头，这些装置在运作时还好，然而在其非运作时的关机与待机模式，却持续消耗电力。这是因为电子产品只要插上电源，就算不开机，其电路中的电阻还是会不断让电力损耗。加上这些电子产品几乎永远不会拔下插头，长时间下来，所消耗的电能将非常可观。

根据估算，每年花在笔记本电脑适配器待机耗损的金额，就高达43亿新台币。而为数众多的行动装置，其适配器的待机耗损，更达到197亿新台币。这也正是为什么各家半导体大厂纷纷打造待机或关机时功耗更低的芯片，来符合绿色革命的市场需求。张锡亮认为，只要针对关机与待机模式时的能耗进行把关，将能降低整体能源之使用。

此外，针对目前电器产品充电器泛滥的问题，未来透过USB万用充电器，可重复使用，环保又省钱，制造商生产电子产品时可以免除适配器的成本、消费者购买产品时可以省下这笔花费、而产品废弃时更可以减少对于环境的危害。这将是对于环保节能一举数得的好方法。

MCU节能设计与应用

在MCU应用越来越普及的今天，又该如何考虑绿色节能的设计细节呢？茂宣企业FAE经理杨智光指出，关键就在于高性能与低功耗MCU之选用。除了了解MCU系统工作频率的基本特性之外，透过内建的多组震荡器来有效控管指令周期与电源消耗，可减少外部组件和PCB板面积；此外，透过内建倍频器与除频器，可增加省电设计的弹性，并降低外部EMI干扰的问题。

杨智光说，MCU的应用领域非常广泛，目前简单细分就可以包括家电产品、遥控模型、电动车与自动控制等几大市场，几乎可以说已经全面覆盖消费者生活的每个角落。例如利用红外线与可见光传感器做侦测，来进行LCD的背光控制，调整背光亮度以节省电力消耗；或者利用自然界免费能源做电力的无线智能照明设备与居家保全系统，可加入远距无线模块作为通讯接口。这些都是以MCU为核心的节能设计应用。应用如此广泛，因此MCU本身的低耗能，以及透过MCU来达成省能的目的，对于绿色环保将有非常巨大的功效。MCU也将成为节能战争的第一线战将。

下世代低功耗行动显示技术

行动装置超过百分之五十的电力消耗，都在显示器上，因此打造一款低耗能又高清晰的显示器，成为行动装置设计的当务之急。工研院显示中心显示器中心副组长胥智文表示，电子纸被视为是新一代低功耗行动显示技术的代表，例如以电泳式显示技术为主导的E-Ink。不过既使加上SiPix的竞争，电子纸在行动显示器的占有率依然难以有效提升，这主要就是卡在彩色化的瓶颈上。

胥智文说，由于彩色化的需求，使得胆固醇液晶技术受到更多注意，但该技术仍受限于反应速度无法突破。高通的Mirasol技术虽然具备彩色与反应速度两大优势，但尺寸难做大，价格也让人望之却步。QR-LPD与电湿润显示器的反应速度快，然而黑白反射质量有待改善，目前以彩色滤光片进行彩色化的效果仍不佳。而且这些技术，都面临着无法量产、制程良率也不合格的重大挑战。

胥智文认为，低耗能的显示器，不但节能，更能延长行动装置使用时间。不过碍于技术成熟度、成本等主要考虑，这些下世代的显示器，就真的只能留待下世代进行应用了。现阶段，众家大厂依然选择投向LCD的怀抱。没为什么，技术成熟且质量稳定。这是消费市场最需要的。