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2024年12月24日星期二
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将摩尔定律引入无线通信领域
Introducing Moore's Law Into Wireless Communication Industry
■英特尔无线及网络产品亚太区市场行销经理 赖志峰
摩尔定律:"芯片上的晶体管数量每18个月增加一倍。"这是英特尔创始人之一摩尔博士在60年代初就半导体技术的发展速度提出的预测。事实证明,它准确预测了半导体行业的发展。

勿庸置疑,个人电脑(PC)对商业和个人行为、甚至人们思考和谈话的方式都产生了革命性的影响。但是它的发展又不完全是一种革命,而很大程度上是指三个关键因素(包括想象力、硬件和软件)的演进和融合。同样,移动设备____如蜂窝电话、个人数字助理(PDA)和个人信息管理器(PIM)全部采取了将高性能应用处理器、功能强大的应用、互联网和网络功能、以及通信核心整合在一起的发展战略。

移动无线技术飞速发展,使得以前根本不敢想象的事情能够在很短的时间内变为现实。新一代无线技术的出笼无疑将使数据和语音通信突破物理界限,从而使人们之间可以随时随地无缝沟通。要实现这一目标,移动无线行业可以从PC行业的发展历程中借鉴一二。

 

使PC更加智能

 

第一款IBM PC采用8位英特尔处理器,速度仅为4.77MHz,功能很有限。 直到速度更快的英特尔处理器不断推出,PC才真正成为一种经济高效的商用工具。显然,从早期的瘦客户机(不用以运行应用的电脑)到结构更丰富的客户机(可以运行大量应用的电脑)的演进,使台式机发展成为一种更强大的设备,而不仅仅用来运行基本电子表格(如VisiCalc,当时的一种"杀手级应用")。

目前PC的普及主要应归功于微处理器设计方面的发展-例如:片上CPU内存管理、32位寻址能力、指令集扩展(用于增强数字、音频和多媒体功能)、一级和二级高速缓存、以及芯片组技术,而这些仅仅是工程师们对微处理器设计作出的一小部分技术改进。现在它们能够支持超级多媒体功能、在线广播、3D游戏、IP电话以及附加电视功能--这充分证明了PC久远的发展历程。

早期的手持设备起步也较低。它们最初功能非常有限,内存很小或者根本没有内存,数据质量很差,与其它用户通信的距离也有限。而随着低成本微处理器、微型电路板和数字交换技术的推出,所引发了无线通信革命使所有这一切发生了改变。然而,大多数蜂窝手持设备目前仍处于"瘦型设备"水平,即只支持语音通信和发送简单文本消息。

现在,随着更快的微处理器的推出,一切期望都在逐步变为现实。更加智能的蜂窝移动设备已经可以提供众多令人难以置信的功能,同时新功能还在快速增加。当今高MIPS(每秒百万条指令处理数量)在融合无线设备(其上的操作系统平台、丰富的应用和互联网连接已接近了微处理器的极限)上的普遍使用迫使芯片制造商增强其支持无线手持设备的处理器的处理能力。仅在几个月前,最快的ARM级处理器速度还在200MHz左右,而现在基于英特尔XScale技术的英特尔PXA250应用处理器的速度已达到400MHz。想想摩尔定律在手持设备行业的应用情况,毫无疑问在未来几年中该行业将以更快的速度发展。但处理器能力仍是一个需要考虑的因素;更小的外形仍然是手持设备制造商面临的另一个主要挑战。

 

塑造未来

 

现在很难想象一台电脑会占用一个房间大小的面积,但1946年推出的第一台电子计算机ENIAC的确有那么大。这与1947年AT&T制造第一款蜂窝电话的情况非常相似,当时研究人员将其用作最初的移动车载电话,重量约为80磅,因而它很难实现"移动",只能放在车内,讲话时按下手持设备上的按钮,接听时再放开按钮。

现在,移动手持设备制造商正面临着其它技术限制,需要考虑的一些设计指标包括屏幕大小、电池使用寿命、输入/输出端口等。但这种情况与PC行业还不完全相同:当笔记本电脑突然间流行起来后,很快就有各种微型键盘、硬盘、芯片封装、显卡、网卡和内部I/O设备推出。

同样重要的是,构建在较小电路上的处理器功耗较小,发热量也较少,进而可以延长电池使用时间,而且无需使用内部风扇。英特尔是微型晶体管领域的领先厂商,并率先在其台式机和移动式笔记本处理器中采用了0.13微米制造工艺。其广为应用的闪存产品已完成了向0.13微米工艺的过渡,预计其不断发展的基于英特尔XScale技术的应用处理器产品线很快也会采用这一制造工艺。

另一个引人注目的成果是"单芯片无线互联网"技术的开发,该技术将使微处理器、闪存和模拟通信电路能够集成在一个芯片中。英特尔预计采用该新工艺制造的芯片将比目前用于蜂窝电话的芯片功能强大五倍,其运行速度更可高达1GHz,并可提供长达一个月的待机时间。

这种技术在无线移动行业的应用为制造商提供了极大的灵活性来支持其手持设备中的重要功能,其中包括麦克风、耳机插孔、多频带芯片组、闪存、第三代 I/O、蓝牙芯片、以及其它更多功能。

 

保持开放的系统

 

要想与当今新兴的无线互联网市场保持同步,软硬件开发商在开发流程中就要恪守紧密协作与开放标准的原则。正如PC行业一样,允许第三方为处理器编写软件和开发应用、设计插卡、外设和兼容系统的理念是PC从20世纪80年代至今保持繁荣发展的一个重要原因。
在无线移动行业,开发商逐渐认识到开发能支持复杂的无线互联网功能和满足用户期望的开放式软硬件解决方案能够带来巨大商机。针对开放式软硬件解决方案的开发,一种方法就是将计算、通信和存储功能分离,并通过一个新定义的简单标准接口将这三个主要构建模块连接起来。例如,英特尔个人互联网用户端架构(英特尔PCA)将软件与应用的开发分开、并行进行,同时将写入通用应用处理器的应用作为计算模块的一部分,从而大大缩短了开发新产品和服务所需的总体时间。
值得PC行业引以为豪的是,遵循摩尔定律,它通过保持开发的标准架构模式而使整个世界发生了巨变。而现在到了无线通信产业谱写自己辉煌历程的时刻。

         
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