更激烈的競(jìng)爭(zhēng)

　　除了更高的電路密度和吸引人的移動(dòng)設(shè)備市場(chǎng)外，增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力是迫使Intel 公司大幅降低它的微處理器功耗和成本的另一因素。有些參與競(jìng)爭(zhēng)的公司（如AMD）經(jīng)慎重考慮已瞄準(zhǔn)移動(dòng)應(yīng)用。最近市場(chǎng)報(bào)告指出，今年4月份AMD的市場(chǎng)份額為44%，Intel為51%，而18個(gè)月以前Intel在同一移動(dòng)型處理器市場(chǎng)的份額超過99%。

　　在處理器型號(hào)方面，AMD的移動(dòng)型K6-2現(xiàn)在是市場(chǎng)的主導(dǎo)產(chǎn)品，這要?dú)w功于Toshiba和Compaq公司在流行的筆記本計(jì)算機(jī)中采用它。 AMD的處理器的功耗與Intel的類似處理器的功耗相當(dāng)。例如，具有“3DNOW”技術(shù)的AMD移動(dòng)型K6-2-P處理器功耗在典型應(yīng)用中小于12W。而AMD的移動(dòng)型處理器的處理速度比Intel的更高。例如，AMD的移動(dòng)型K6-2的頻率為380MHz，而Intel的移動(dòng)型Celeron和移動(dòng)型 Pentium II 的頻率只有366MHz。盡管Intel現(xiàn)在有400MHz的移動(dòng)型Petium II，而AMD也有400MHz K6-2-P和380MHz K6-III-P。

　　用于K6-III-P的AMD “TriLevel Cache”，使其處理器家庭比Intel的移動(dòng)型處理器具有更高的性能。AMD芯片具有片上64KB L1高速緩存和片上256KB L2高速緩存。另外還有100MHz總線支持高達(dá)1MB的任選外部L3高速緩存。像K6-2-P一樣，K6-III-P在典型應(yīng)用中的功耗小于12W。

　　一個(gè)小公司Rise Technology公司以廉價(jià)、低功率并與X86兼容的處理器瞄準(zhǔn)1000美元以下的筆記本計(jì)算機(jī)市場(chǎng)。該公司的mp6家庭已用0.25μm工藝投入批量生產(chǎn)，時(shí)鐘頻率高達(dá)266MHz。現(xiàn)在Rise 公司正在推出時(shí)鐘頻率高達(dá)366MHz的0.18μm型的樣品。第二種0.18μm型（mp6 II）將于今年晚些時(shí)侯推出，其時(shí)鐘頻率高達(dá)466MHz。該公司聲稱，mp6和mp6 II的2V型與任何參與競(jìng)爭(zhēng)的處理器相比，其功耗是最低的，是其他移動(dòng)型處理器功耗的50%。在300MHz，Rise mp6 II的功耗典型值小于4.5W。

　　采用RISC

　　大多數(shù)移動(dòng)應(yīng)用不采用Intel PC體系結(jié)構(gòu)。例如，Windows CE掌上計(jì)算機(jī)不用x86處理器，而用RISC處理器。PC體系結(jié)構(gòu)具有系統(tǒng)軟件等優(yōu)點(diǎn)。但x86微處理器幾乎從來(lái)不是最有效利用電能的方案。所有的功率利用率記錄似乎都是由RISC處理器保持的。

　　Hitachi公司的新處理器采用0.18μm工藝技術(shù)，工作在低電壓。在1.5V，該處理器運(yùn)行在133MHz，需240mW功率;d 1.8V，運(yùn)行在167MHz，需要400mW。這與同樣性能的處理器相比，其電池壽命延長(zhǎng)70%。因?yàn)樘幚砥餍酒粋€(gè)66MHz PCI總線控制器，所以不需要外部PCI橋接芯片，減少了芯片數(shù)。

　　RISC芯核

　　當(dāng)然，通過在一個(gè)定制的片上系統(tǒng)中使用一個(gè)芯核處理器可實(shí)現(xiàn)最少的芯片數(shù)（亦即最低的成本、最小的體積、最輕的重量和最少的電池消耗）。ARM和MIPS Technologies 公司成功地設(shè)計(jì)出RISC芯核，并許可其他公司把它們用在實(shí)際的產(chǎn)品中。

　　例如，NEC Electronics 把MIPS 芯核用在它的新的64位RISC處理器中，這種處理器支持Windows CE操作系統(tǒng)。這種處理器可以用于掌上PC或定制便攜產(chǎn)品。NEC的VR4121處理器運(yùn)行在168MHz，達(dá)到224MIPS。

　　當(dāng)然，NEC處理器包含比RISC更多的功能。完整的芯片也包括一個(gè)DSP型乘法和累加（MAC）指令，這可為便攜產(chǎn)品提供調(diào)制解調(diào)器性能。它也含用于中斷控制及DMA尋址和控制的電路。多達(dá)49個(gè)通用輸入/輸出（GPIO）引腳可供系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員編程，而功率管理部分提供4種節(jié)省功率的模式：全速、維持、暫停、休眠。

　　類似的處理器芯片VRC4171A可為手持產(chǎn)品增加彩色LCD圖形和PC卡控制。這種芯片工作在3.3V，典型的功耗為250mW。它的4個(gè)可編程 GPIO引腳允許與外設(shè)通信。這種芯片為處理器提供所需的圖形支持而不會(huì)導(dǎo)致大的功耗。隨著便攜產(chǎn)品開始包含彩色圖形顯示和其他多媒體特性，使得找到兼容的圖形芯片日益重要起來(lái)。

　　Media Q公司的MQ-200是一款用于消費(fèi)類電器的圖形和顯示芯片。除控制器外，該芯片還包含嵌入式DRAM和模擬電路。128位圖形引擎和兩個(gè)板上圖形控制器共享1.2GB/s片上存儲(chǔ)器總線，這與其他產(chǎn)品相比，總的圖形性能提高6位。這種芯片支持總功率預(yù)算小于4W的系統(tǒng)，而典型的筆記本計(jì)算機(jī)的功率預(yù)算是 20W或更高。

　　高集成度

　　對(duì)于便攜設(shè)備，使芯片數(shù)最少也將使體積最小、重量最輕、成本最低和功耗最少。在數(shù)字蜂窩電話中，芯核RISC處理器構(gòu)成一個(gè)高集成度子系統(tǒng)的一部分。基帶部分（非RF部分）一般集成一個(gè)RISC微控制器、一個(gè)低成本DSP、存儲(chǔ)器、鍵盤和屏控制器以及連接邏輯（見圖2）。ARM公司的ARM7 TDMI很適合于這種應(yīng)用。它每兆赫只消耗1.85mW，相對(duì)低的13MHz速率可同步GSM900系統(tǒng)中的微控制器。RISC芯核在芯片上只占 4.9mm 2的面積。因?yàn)樗梢栽诘偷碾妷合鹿ぷ鳎云洗鎯?chǔ)器往往比片外存儲(chǔ)器消耗更少的功率。ROM的功耗也小于SRAM。在可能的情況下，使用空載模式可節(jié)省功率。通常，片上必須包含一個(gè)鎖相環(huán)，以便為DSP提供時(shí)鐘信號(hào)。

　　在某些應(yīng)用（如媒體流處理）中處理器可由數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)而不是由固定頻率時(shí)鐘信號(hào)驅(qū)動(dòng)。因此，只有當(dāng)處理器實(shí)際工作時(shí)才消耗功率。Sharp公司的 DDMP（數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)媒體處理器）就是這種實(shí)例。由于這種芯片缺乏一個(gè)集成開發(fā)環(huán)境，所以被人們接受非常有限。Sharp現(xiàn)在計(jì)劃把DDMP改為可重新配置的并行處理器芯核。

　　ARC Cores和Tensilica是兩家提供可配置的嵌入式處理器的公司。可配置芯核采用定制指令使功耗最小。插入一種定制指令使一高冗余的噪聲消除算法從 3000個(gè)周期下降10個(gè)周期。這樣的一種指令將延長(zhǎng)電源壽命20～25%左右。