不管是對行動裝置或是數位家庭和消費電子來說，功率效率都已成為產品的重要差異化特性。因應此發展趨勢，第三方矽智財(SIP)供應商必須能夠提供功率最佳化設計的IP模塊，才能協助SoC業者在市場上取得成功。

低功率SoC設計的發展 BigPic:399x600

Imagination Technologies已投入龐大資源進行低功率設計研究，致力於延長對行動與嵌入式運算系統至關重要的電池壽命。

Imagination可提供廣泛的SoC IP解決方案，包括領先市場的PowerVR繪圖、視訊和顯示IP、MIPS CPU IP，以及創新的Ensigma通訊IP。由於所有主要IP核心產品均擁有先進的功率管理特性與功能，Imagination將能協助客戶開發出最低功耗的SoC設計。

IP模塊層級的功率最佳化設計

「功耗仍是行動運算的最主要挑戰」，Imagination市場行銷副總裁Amit Rohatgi表示。「但因為我們能提供從繪圖、處理器、視訊到通訊等非常完整的IP解決方案，因此擁有市場上獨特的優勢地位。我們能夠真正地在IP模塊層級進行功率最佳化設計，能夠顯著提昇晶片在整合設計前與後的整體功耗表現。」

Rohatgi解釋說，因為所有IP模塊都是由Imagination所提供，因此可確保它們能緊密運作，相互配合，以形成「最低功率」的解決方案。隨著SoC設計中採用的第三方IP數量日益增加，對客戶來說，先確保每個模塊的功率是最低的，然後再來進行全系統的功率設計是非常重要的。「在最佳化SoC之前，每個IP模塊的最佳化設計至關重要。而我們便是致力於為客戶提供具備最佳功率效率的個別IP模塊」，他強調。

Imagination將持續推動此一概念，將其PowerVR繪圖、視訊和顯示IP模塊更緊密的整合，以達成低功耗設計的目標。另一個例子是，Imagination已開發了可最小化記憶體佔位空間的壓縮技術，有助於最小化SoC設計的頻寬與功率。所以，如果設計人員在SoC中放置了多個IP模塊，它們便可以使用完全相同的壓縮子系統，並獲得顯著效益。

整合更多IP模塊　開發創新應用

為了滿足豐富特性與新興應用對高效能與低功率日益成長的需求，SoC設計的另一個趨勢是增加更多的專屬子系統，像是編碼和解碼，或異質運算單元，以取得更佳的功率與效能表現。在此趨勢下，Imagination預期該公司的視訊、繪圖和通訊IP將能獲得更廣泛採用，以推動更多的創新應用開發。

以視訊IP實現4K/2K應用

Imagination多媒體行銷總監Peter McGuinness表示，「視訊已成為各種應用中不可或缺的一部分。為了達成功率目標，目前的趨勢是採用專屬的硬體模塊，我們已看到，採用固定加速功能設計的方式將愈來越普遍。」

McGuinness認為，4K/2K應用將近一步推動硬體式視訊處理的需求。「我們是業界唯一能為HEVC標準提供硬體設計(hardwired)10位元解決方案的業者。HEVC編碼的高效率以及位元率較低，因此能降低傳輸與儲存成本。這對行動解決方案來說是非常重要的。」

以繪圖IP實現嵌入式視覺應用

目前，GPU在行動裝置中主要是用來處理需要反應速度快和流暢體驗的使用者介面。但McGuinness提到新興的智慧感知(intelligent-aware)系統，透過整合相機與感測器以感知周遭環境，也非常適合用GPU來處理。「我認為，在手機中利用GPU來執行視覺應用將是未來五年的重要趨勢。」

另一種應用則是視覺感知系統，例如在手機和電視上嵌入Kinect這類體感裝置或相機。透過導入智慧型視覺功能，便能開發出新的使用者介面，像臉部辨識或手勢辨識等視覺運算和智慧感知演算法都能在GPU上執行。GPU具備了能夠充分支援功能的所需效能。

McGuinness指出：「我們已經看到，GPU將在未來的嵌入式視覺應用中扮演重要角色。」除了行動裝置之外，Imagination已在電視、機上盒和其他消費電子產品贏得了許多設計訂單。「未來，所有的消費電子都將包含更多繪圖功能。我們的GPU現已內建在數位電視中，隨著市場成熟，我們將能看到更多實際應用。」

與此同時，為了加速電視業者進一步瞭解視覺和繪圖功能如何應用到電視，以及Imagination可提供的強大與高效繪圖能力，該公司正積極擴展其以現有PowerVR Insider計畫為基礎的完備生態系統。

以通訊IP實現多重標準支援

Imagination的Ensigma通訊核心採用軟體定義無線電(SDR)技術，適用於藍牙、WiFi和GPS等通訊和廣播應用。此核心採用最佳化架構，可透過結合固定式與可程式核心配置，來實現低功率設計目標。

Amit Rohatgi指出，「對行動SoC來說，趨勢是將基頻與應用處理器設計整合為單一處理器，已有業者採取這樣的設計方式。目前WiFi在智慧型手機的滲透率幾乎已達到100%。因此，將更多通訊功能整合到SoC也是另一個重要趨勢，使SoC能支援多重標準變得非常重要。」

採用Ensigma核心的好處是，只需要變更微程式碼(microcode)，設計人員便能靈活地支援不同標準，這可以是WiFi、藍牙或兩者的結合。這項技術已取得一線廠商的採用，同時此架構已在多款的低功率音訊和連接性裝置中獲得驗證。

充分發揮完整IP解決方案的效益

在今年初併購MIPS後，Imagination將能強化現有的CPU IP產品組合。「納入MIPS CPU產品後，現在我們在機上盒市場的市佔率為35%，數位電視為52%，再加上我們在行動GPU的領導地位，Imagination將能進一步以整合性解決方案擴展市場。」

「我們現在擁有了最佳化整體解決方案的能力，不僅是功率，還包括為Linux和Android 等不同作業系統最佳化CPU和GPU間的數據傳輸，以為客戶提供優異的解決方案。透過CPU與GPU的結合，我們將能支援更多需要充分發揮這兩種核心特性的整合性應用。」

「此外，將音訊、視訊、繪圖和通訊這些功能直接整合到單一晶片中，能顯著降低BOM成本。另一個效益是，我們能兼顧不同核心間的功率與效能最佳化設計，為客戶提供一站購足的服務，真正幫助他們縮短開發手機、數位家庭和其他各種裝置的時間。」

看好台灣與中國市場的重要性，Imagination將致力於提供能兼顧效能與成本的解決方案，以滿足當地市場需求，並協助客戶開發出更具功率效率的創新產品。

Imagination自去年(2012年)首度在新竹舉行技術論壇獲得熱烈迴響後，今年(2013年)更將擴大舉行，預計於6月26日和6月28日兩天分別在新竹、台北兩地進行IMAGINATION高峰論壇。這是Imagination在併購MIPS後首度舉辦的技術論壇，開發人員將能全方位瞭解Imagination與MIPS結合後的完整技術方案以及最新的SoC設計趨勢，並特別邀請到Imagination的重要生態夥伴成員包括台積電、聯發科技、益華電腦、新思科技的高階研發主管及團隊，將在Imagination高峰論壇新竹/台北兩個場次，發表最新的前瞻技術演講與展示交流。請千萬不要錯過了我們為本地開發人員精心安排的一整天精彩活動！