MCU：32位比拼應(yīng)用 64位核再添新軍

MCU（微控制器）的廣泛應(yīng)用造就了MCU廠商“百花齊放”的格局，為了持續(xù)擴(kuò)大市場(chǎng)空間，MCU廠商需要使出渾身解數(shù)尋求差異化。雖然在32位MCU市場(chǎng)ARM架構(gòu)獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷，但ARM公司并沒(méi)有高枕無(wú)憂。近日，ARM公司公布了下一代64位ARMv8架構(gòu)，劍指高端服務(wù)器和高性能運(yùn)算等應(yīng)用領(lǐng)域。

致力于實(shí)現(xiàn)差異化

由于各種應(yīng)用對(duì)MCU要求不同，MCU廠商需要全面的產(chǎn)品線。

由于各種應(yīng)用對(duì)MCU都有不同的要求，MCU廠商需要全面的產(chǎn)品線才能應(yīng)對(duì)。最近恩智浦推出基于ARM Cortex-M0、Cortex-M3、Cortex-M4核等解決方案，打破了8位、16位、32位MCU的傳統(tǒng)障礙，用Cortex系列平臺(tái)給客戶(hù)帶來(lái)了全新價(jià)值。恩智浦半導(dǎo)體全球副總裁Pierre-Yves Lesaicherre告訴《中國(guó)電子報(bào)》記者，恩智浦是根據(jù)應(yīng)用進(jìn)行設(shè)計(jì)，而不會(huì)根據(jù)設(shè)計(jì)架構(gòu)去推應(yīng)用。恩智浦MCU產(chǎn)品將集中在4大熱點(diǎn)應(yīng)用領(lǐng)域，包括智能家居、人機(jī)界面、功率管理和電池管理。如此一來(lái)，MCU未來(lái)會(huì)集成更多外設(shè)、增加更多功能。

恩智浦微控制器產(chǎn)品線總監(jiān)Jan Jaap Bezemer提到，恩智浦主要通過(guò)量身定制、高度集成和價(jià)格優(yōu)勢(shì)等策略來(lái)實(shí)現(xiàn)差異化。Pierre-Yves Lesaicherre還介紹說(shuō)：“恩智浦可以提供更多封裝形式的MCU，這是強(qiáng)于競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的地方。此外，我們的封裝廠是恩智浦全資公司，封裝產(chǎn)能很大，可滿足亞太地區(qū)的需求。”

恩智浦還將雙核及多ARM核集成到MCU中以滿足特定的應(yīng)用需求。其最新推出的基于ARM Cortex-M4內(nèi)核的MCU LPC4300，采用異構(gòu)非對(duì)稱(chēng)雙核架構(gòu)，由一個(gè)M4內(nèi)核、一個(gè)M0內(nèi)核和眾多外設(shè)組成，雙核的好處是可以用M4完成復(fù)雜的算法運(yùn)算，而讓M0完成系統(tǒng)控制功能，由此實(shí)現(xiàn)低功耗。“恩智浦是業(yè)界唯一一家推出雙核微控制器的廠家，當(dāng)然我們也推出了單核M4的MCU，未來(lái)不排除推出三核甚至更多核MCU產(chǎn)品的可能。”Pierre-Yves Lesaicherre表示。

64位核瞄準(zhǔn)企業(yè)級(jí)計(jì)算

ARM的64位架構(gòu)主要側(cè)重服務(wù)器和高性能計(jì)算市場(chǎng)。

曾有分析認(rèn)為，由于應(yīng)用程序日趨復(fù)雜，內(nèi)存需求量更大，利用32位地址存取內(nèi)存有其基本的限制，許多嵌入式應(yīng)用都將轉(zhuǎn)移至64位架構(gòu)。而ARM中國(guó)區(qū)總裁吳雄昂的分析也從側(cè)面印證了這一趨勢(shì)，他認(rèn)為，從長(zhǎng)期來(lái)看，MCU一定會(huì)從32位向64位持續(xù)演進(jìn)?，F(xiàn)在平均每個(gè)人有兩個(gè)互聯(lián)設(shè)備，將來(lái)每個(gè)人的互聯(lián)設(shè)備會(huì)越來(lái)越多，迅速擴(kuò)張的社交媒體和云計(jì)算帶動(dòng)數(shù)據(jù)中心增長(zhǎng)的勢(shì)頭也將會(huì)更加強(qiáng)勁，因此，能夠處理此類(lèi)數(shù)據(jù)增長(zhǎng)又具有低功耗、高效率的解決方案顯得尤為重要。

吳雄昂進(jìn)一步指出，近幾年，ARM的64位架構(gòu)主要側(cè)重服務(wù)器和高性能計(jì)算市場(chǎng)，但任何一個(gè)架構(gòu)都有成熟的過(guò)程，需要相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)硬件、軟件和整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的支持，ARM現(xiàn)在宣布推出64位產(chǎn)品是為了未來(lái)的服務(wù)器和高性能計(jì)算市場(chǎng)打下基石。首款基于ARMv8的處理器將在2012年問(wèn)世，預(yù)計(jì)2014年將可見(jiàn)到采用此新架構(gòu)的服務(wù)器。

據(jù)介紹，配合ARMv8架構(gòu)的推出，ARM正在努力構(gòu)建一個(gè)強(qiáng)大的設(shè)計(jì)生態(tài)系統(tǒng)來(lái)支持64位指令集。目前，ARM的主要生態(tài)系統(tǒng)合作伙伴已經(jīng)能夠獲得支持ARMv8架構(gòu)的ARM編譯器和快速模型。在新架構(gòu)的支持下，對(duì)一系列開(kāi)源操作系統(tǒng)、應(yīng)用程序和第三方工具的初始開(kāi)發(fā)也在進(jìn)行中。

　　軟件移植是主要挑戰(zhàn)

ARM的合作伙伴需要積累系統(tǒng)和平臺(tái)的開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)。

作為64位架構(gòu)的新兵，ARM在該領(lǐng)域面臨巨大挑戰(zhàn)。在服務(wù)器領(lǐng)域，x86架構(gòu)占據(jù)主導(dǎo)優(yōu)勢(shì)。此外，AMD的Opteron處理器、IBM的Power處理器、甲骨文的UltraSparc等都是支持64位計(jì)算的處理器。在高性能運(yùn)算方面，計(jì)算機(jī)10強(qiáng)中的兩位和20強(qiáng)中的5位都采用Power架構(gòu)，ARM在該領(lǐng)域?qū)⒅苯用鎸?duì)AMD、IBM、英特爾和甲骨文等公司的競(jìng)爭(zhēng)。

吳雄昂也坦言，在服務(wù)器領(lǐng)域，很多軟件是基于X86架構(gòu)；在超級(jí)計(jì)算領(lǐng)域，每個(gè)公司有自己的操作系統(tǒng)，架構(gòu)經(jīng)常會(huì)變。從服務(wù)器市場(chǎng)來(lái)說(shuō)，ARM需要第三方工具支持，不管是windows（微軟操作系統(tǒng)）還是linux（開(kāi)源操作系統(tǒng)），過(guò)去因?yàn)锳RM沒(méi)有64位核，客戶(hù)從其他架構(gòu)系統(tǒng)轉(zhuǎn)至使用基于ARM核的64位處理器時(shí)需要重編全套軟件，他們要考慮與使用現(xiàn)有架構(gòu)系統(tǒng)相比的投資回報(bào)率，這是一大障礙。此外，ARM的合作伙伴也需要積累系統(tǒng)和平臺(tái)的開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)，提供有競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品，滿足客戶(hù)在性能、功效和可靠性方面的需求。

當(dāng)然，ARM的優(yōu)勢(shì)也不容其他競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手忽視。吳雄昂表示，ARM64位處理器架構(gòu)的優(yōu)勢(shì)在于：一是商業(yè)模式。ARM不會(huì)針對(duì)某一特定產(chǎn)品來(lái)開(kāi)發(fā)架構(gòu)，ARM開(kāi)發(fā)新一代的架構(gòu)或者新一代產(chǎn)品時(shí)，會(huì)通過(guò)對(duì)不同細(xì)分市場(chǎng)對(duì)架構(gòu)的需求來(lái)進(jìn)行定位，在64位處理器架構(gòu)上也不例外。這一點(diǎn)和其他公司不同，因?yàn)橐话愎緯?huì)基于特定市場(chǎng)或特定客戶(hù)的需求來(lái)進(jìn)行開(kāi)發(fā)，而不是通過(guò)產(chǎn)業(yè)合作來(lái)開(kāi)發(fā)。二是ARM在移動(dòng)計(jì)算具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，包括功耗、兼容性等，我們相信這些優(yōu)勢(shì)可以延伸到64位處理器市場(chǎng)。以服務(wù)器為例，以前一個(gè)刀片上只放幾顆CPU（微處理器），現(xiàn)在越放越多，密度積累到了一定程度時(shí)功耗會(huì)變得很高，這使得冷卻非常難做，而對(duì)密度的要求反過(guò)來(lái)對(duì)功耗也提出了更苛刻的要求，而ARM的功耗一直為業(yè)界所推崇。此外，ARMv8架構(gòu)還可提供后向兼容和移植能力。

如今服務(wù)器大腕也意識(shí)到融合的重要性，追求垂直整合、基于數(shù)據(jù)中心的融合是未來(lái)主流，這也為ARM64位核的“崛起”創(chuàng)造了條件。“業(yè)界已呈現(xiàn)軟硬整合的趨勢(shì)，在這種情況下ARM架構(gòu)從商業(yè)模式上是一種更優(yōu)的選擇，因?yàn)榭煽囟缺容^高，采用ARM架構(gòu)的合作伙伴比較多，他們可以要求合作伙伴針對(duì)自己的需求做一些設(shè)計(jì)上的配合。”吳雄昂充滿信心。雖然目前ARM軟件生態(tài)系統(tǒng)較為薄弱，但隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)的融合，ARM與其他64位處理器廠商正面對(duì)決的時(shí)候或已不遠(yuǎn)了。