SzA64. A mobil eszközökkel szembeni elvárások

Question 1

Alapvető követelmények, a kisfogyasztású működés követelményei táblagépeknél és okostelefonoknál

Answer 1

Az alacsony fogyasztást mérhetjük:

• A processzor TDP értékével (W-ban)
• Vagy a rendszer üzemideje alapján valamilyen alkalmazásban (óra)

Fogyasztás = Működö tranzisztorok dinamikus disszipációja + zárt tranzisztorokon átszivárgó statikus disszipáció.

Eltérő paradigma: Optimálni kell a W-ra (A teljesítmény / W helyett)

Az aktív hűtés nélküli tabletek tekintetében (ábra) több minden függvénye a fogyasztás:

• Tábla vastagság
• Képernyő méret,
• A ház anyaga,
• Külső hőmérséklet

3-6 W között kell legyen a disszipáció ahhoz, hogy el lehessen kerülni az aktív hűtést. Ez tartalmazza a SOC, a memória, a képernyő és a hálózat disszipációját is. Csak a processzor vonatkozásában kb 0.9W a jellemző fogyasztás mérések szerint.

A Qualcomm rendszereiben a Feszültség és frekvencia skálázás magonként működik, illetve az L2 cache is külön vezérelhető.

A teljes rendszer tekintetében egy tablet 3W körül, egy okostelefon 1 W körül fogyaszt készenléti állapotban.

Question 2

A kisfogyasztás elérésének feltételei

Answer 2

A kis fogyasztás elérésének feltételei:

1. Keskeny architektúra
   
   • Az architektúra front-end része szabja meg a feldolgozás sebességét (ezen belül is a dekódolási szélesség). Ez a mobil rendszerekben jellemzően 2.
   • A technológiai újítások idő közben lehetővé tették, hogy azonos disszipáció mellett 3-ra növelje az ARM a szélességet a teljesítmény növelésének érdekében (A nagy teljesítményű rendszereiben).
   • Az Apple viszont 6-os dekódolási szélességet használ, ami a teljesítmény beli előnyt szolgálja. Ennek hatására az Intel és Nvidia otthagyta a mobilpiacot.
   • Az Intel hagyományos rendszereinek szélessége P4: 3 széles, Core 2: 4 széles, Skylake: 5 széles.
2. Alacsony órafrekvencia
   
   • Nagyobb frekvencia eléréséhez nagyobb feszültség szükséges. A disszipáció a frekvenciával köbösen arányos. Tehát nagyon érzékeny a fogyasztás a frekvenciára. A mobil rendszerekben jellemzően 1-2 GHz környéki a frekvencia.
   • Az Intel Skylake rendszere üzemeltethető 4.5W-on (1.2 GHz) vagy 91W-on (4.2 GHz) is.
   • Az Apple rendszerei mára elérték a kb 2.4 GHz-t is.

Question 3

A szélessávú mobil csatlakoztatás megvalósítása, integrált modemek

Answer 3

A mobil rendszerek másik fő elvárása a konnektivitás.

• LAN
• Wi-Fi
• Mobil szélessávú kapcsolat

Mobil szélessávú kapcsolat

• Modem (modulátor-demodulátor) menedzseli a kapcsolatot.
• RF transceiver adó-vevő.
• RF front-end vételkor a jeleket szolgáltatja, sávszűrővel rendelkezik.

Az RF, analóg részeket általában nem integrálják. (erre is van ellenpélda a kis igényű rendszerekben)

A Qualcomm azért uralja a piacot, mert ők integrálták a modemet, így olcsóbban és gyorsabban léphetnek a cégek a piacra (‘96-tól), míg a többi cég csak a ‘10-es évektől integrálta.

Question 4

Pop

Answer 4

Package on Package

Egy integrációs technika, egy vertikális technika. Egy közbülső réteggel kötik össze a rendszereket vertikálisan. Apple 2007-től már használja. Hatékonyan lehet csökkenteni a felületet.