Intel not inside?——掌上电脑CPU漫谈 Zhuyi www.hi-pda.com 2000年 第46期 　　也许你每天都在使用桌面电脑，早就看惯了PC外壳上的Intel Inside标签，然而，在掌上电脑上你怎么也找不到这样的标记。事实上，目前市场上为数众多的手持设备中（包括手持式电脑、掌上电脑、智能通讯器等等），根本就没有一个类似桌面领域的Wintel联盟，从绝对数量上来说，PDA市场之王是Palm系列产品，而Palm的CPU——Motorola的龙珠芯片自然也成为PDA的CPU龙头。 　　从各种统计调查不难发现Microsoft还在为它的WindowsCE奔命，而Intel也从桌面CPU市场龙头的角色转变成为新兴移动设备市场的角逐者之一。过去，Intel并没有重视手持设备这块市场，现在这位全球最大的微处理器巨人已经跃跃欲试，欲重夺掌上电脑CPU霸主地位。 #1 CPU，手持Vs桌面 　　谈到“奔腾”、“赛扬”，相信很多人都比我更熟悉，但它们都只是台式PC的处理器，这里要谈论的手持设备（Handheld Device）处理器与前者是很相似的，但是，它们有三大不同之处，用于手持设备的处理器必须高度紧凑、低功耗、低成本。 　　以掌上电脑为例，在如此窄小的空间里你怎么能指望安装一颗高速但却硕大无比的芯片呢。从电子学的基本原理来看，小的芯片也就意味着电子移动行程短，传输也就快，CPU的速度也就提高了。为了充分缩小掌上电脑的尺寸，厂商的常见做法是把少量存储器和I/O端口（例如对液晶显示器的驱动电路）也一并集成到芯片中。 　　在电力消耗方面，台式PC使用稳定的交流电，而掌上电脑必须依靠电池，从镍镉电池到锂离子电池、锂聚合物电池，电池的电量毕竟有限，而处理器厂商们为了这点也是绞尽脑汁，解决方案不外乎三种：使用低功耗元件、省电的电路设计、在内核软件中加入省电操作模式。 　　最终，用于掌上电脑的处理器还必须低成本，通常其成本不能超过该产品零售价的10％，对一般500美元的价格点来说，处理器不能超过50美元。处理器成本过高导致整个产品失败，这是Intel早期曾有过的失误。 #1 Wintel联盟的先期努力 　　实际上，从一开始涉足手持设备领域起，微软就有了使用Intel 386处理器的WinPad，该项目被称为Polar。WinPad运行在一个被称作Microsoft At Work的操作系统上，这个OS只能算是Windows3.1的微缩版。后来WinPad消失了，主要原因是成本太高，它的零售价竟达1200美元，比起微软的目标价位500美元高出实在太多。而且，Intel的处理器被认为是造成WinPad价格过高的重要原因。 　　最终在微软第三次尝试时（第二次叫做Pulsar，同样遭到失败），他们创建了WindowsCE，并且更换CPU支持策略，决定让WindowsCE支持多种处理器，而不仅仅是Intel的×86家族。这项开放措施为众多中小型半导体公司打开了大门，Intel也从“唯一的选择”变成了“选择之一”。 　　这种开放还为另一种处理器技术的发展铺平了道路，这就是RISC。RISC（精简指令集）处理器，精简了指令，使得它可以运行得更快，主频更高。RISC只有数学指令的子集，也就是说，可能只有Add和Sub。这并不是说它就不能执行乘除，它是采用一组简单而快速的指令来完成同样工作，例如，乘法可以是基于多次加法，而除法也相当于多次减法。RISC芯片同样主频下能执行的指令比CISC（复杂指令集）芯片快得多，并且也更廉价。 #1 RISC群雄混战 　　谁会成从低功耗处理器中脱颖而出呢？在RISC的世界里，有些公司并不真正制造处理器芯片，它们只做设计，并授权给半导体公司生产，比如说ARM公司。RISC结构体系有两大主流，Silicon Graphics公司（硅图形公司）的MIPS技术，还有ARM公司的Advanced RISC Machines技术。此外还有日立公司也有自己的一套RISC技术。不过，MIPS技术毫无疑问是领先者，领先日立，同时市场份额是ARM的4倍。 　　在MIPS技术体系中，得到MIPS的32位和64位RISC技术授权的公司包括索尼、东芝和NEC等，索尼将MIPS用在它大受欢迎的PlayStation游戏机，而东芝和NEC则为其他WindowsCE掌上型电脑厂商定制MIPS处理器芯片，包括菲利浦和卡西欧。其中MIPS的最强者是NEC获奖的VR系列RISC处理器，在Intel 206MHz StrongARM SA－1110出现以前，它曾是WindowsCE掌上电脑中最快速的处理器。 　　日立公司的芯片技术称之为SuperH，它们的32位SH－3芯片用在HP的最新掌上电脑中，如Jornada420和430se。包括现在的Jornada PocketPC，不过最近HP已经悄悄地放弃了SH系列处理器，这是后话。 　　再说另一方面Advanced RISC Machines（ARM）公司，也许你不知道它，这家公司总是站在产品的幕后，例如Apple的Newton MessagePad，HP的820手持系列，Psion Series 5mx系列。你还可以在任天堂新一代的Game Boy中找到它的身影。而StrongARM芯片是由ARM和Digital的半导体公司合作开发，后来Digital的半导体公司被Intel吞并，StrongARM也理所当然地成为Intel的技术，而且这对Intel来说完全成了一个转折点。 #1 Intel之路 　　众所周知，Intel的主要利润来自其×86处理器，它们都是CISC处理器。其实Intel自90年代中期，就在手持市场稳步前进，Intel也有RISC产品线，这就是i960家族，曾经是相当成功的，但当新的RISC芯片角逐者进入这个市场，Intel的RISC芯片就显得功耗过大，而且对小型设备而言太贵。 　　到1998年出现了转折点，当时Intel从DEC手中购买了Digital半导体公司和它的StrongARM技术，这项收获使Intel可以真正进军手持电脑市场。特别是最近Intel和ARM达成技术许可协议，Intel将用它的StrongARM冲刺600MHz，这个频率原本只有在台式PC中才能见到。目前的情况是，StrongARM已授权给好几家OEM厂商，比如Psion Series7就已经配置了StrongARM芯片，而最新的PocketPC Compaq的iPAQ 36××也配置了目前主频最高的206MHz的StrongARM SA－110（^46050101a^）。 #1 Palm和龙珠 　　最后提一下事实上的王者Motorola公司，它是32位嵌入芯片市场的老牌制造商，它的68K龙珠系列（Dragonball）用于Palm系列。相比于WindowsCE系列的众多CPU，Palm的单一处理器支持策略就让事情变得简单得多，到目前为止，Palm阵营的彩色Visor Prism机型出台，使用了33MHz的最高频率龙珠CPU，因为操作系统架构的不同，所以这个频率下运行Palm软件已经有如飞的感觉了。 　　不过，Motorola和IBM合作开发的PowerPC处理器也还在为进入WindowsCE设备而努力。反之，Palm也打算在未来的新版本中增加对Intel StrongARM的支持。 #1 操作系统与芯片的提携并进 　　操作系统也同样会影响到处理器的发展，这是不言而喻的，支持多种处理器的WindowsCE对手持设备芯片的影响就是明证。然而，像WindowsCE这种多处理器支持策略既有有优点也有缺点。 　　好处是，它促进了处理器厂商之间的激烈竞争，使他们推出更快、更便宜、低功耗的处理器。WindowsCE支持的处理器厂商至少有15家，包括ARM，Cyrix，DEC，日立，IBM，Intel，MIPS，AMD，摩托罗拉，NEC，菲利浦和东芝。 　　不利之处是，微软必须为每一种处理器测试其WindowsCE的内核，OEM厂商必须使它们的硬件去配合操作系统。而且，为WindowsCE掌上电脑编写的软件必须为每一种处理器进行编译才能运行。例如，HP的Jornada 420，它使用SH－3芯片，而Casio Cassiopeia E－100使用基于MIPS的芯片，那么，你在它们上面运行的软件可能会有两套执行版本。现在再回想起Wintel联盟，单一版本的应用程序可运行在所有×86的兼容机上，已成为美丽传说。 　　显然只支持单一处理器的PalmOS缺点就是缺少这种竞争，它只支持Motorola的龙珠。但单一的芯片支持使PalmOS完全为龙珠芯片而优化，软件体积小执行效率高，这又是一个优点。不过Palm公司现在已经在重写PalmOS的核心，以便支持多种处理器，首先要支持的就是Intel StrongARM。看样子多种处理器支持是一种发展趋势。 　　经过市场的洗礼，未来的移动设备处理器市场可能只会留下两三家角逐者，像NEC和Intel等。届时我们的掌上电脑会是Intel Inside还是Intel not Inside，谁知道呢？