2011年9月28日 星期三

Ultrabook (一) - 系統篇

Intel身為PC最大的獲利者,市佔率早已到頂(必須留一部分給AMD以免托拉斯),長期必須推動PC架構軟硬體更加進步,擴大PC應用面,帶動整體PC市場成長,自己才能成長。Ultrabook主要訴求是加強NB的輕薄化、電池使用時間和快速開機,積極面是更符合消費者長期的潛在需求,消極面是為了防堵ARM-Tablet繼續侵蝕NB市場,並預防4Q12開始Windows on ARM-based PC的出現和對X86 PC的威脅。

一、預估2012全年Ultrabook出貨27M,佔整體NB 13%

Intel目標是4Q12佔consumer NB的40%,一般來說consumer NB佔整體NB 60~70%,因此Intel目標等於是4Q12佔整體NB約25%。假設Ultrabook佔整體NB於1Q12 3~5%, 2Q12 8~10%, 3Q12 15%, 4Q12 20%,則全年約12~14%,2012年估計全球整體NB市場210M台,則Ultrabook出貨量估計為27M台。Ultrabook比重12~14%可能不算高,但因為Ultrabook的推動將會帶動NB產品設計潮流、輕薄關鍵零件大量生產後成本降低、新技術的開發,進而嘉惠整體NB長期走向輕薄、長效電池的趨勢,也就是說,即使不符合Ultrabook定義的NB,未來其輕薄性和長效性能也將比以往進步的速度更快。

二、4Q11~1Q12 Ultrabook偏重高階機種,2Q12將進入主流價格帶

各家廠商第一波Ultrabook一定都是高階機種,外觀設計和零件選用將以效能優先,成本其次,價位也將偏高,但預期2Q12就會有廠商推出主流市場價格帶的Ultrabook,使用零件也會轉為成本優先,至於2H12,則Ultrabook可能會有不同的價格帶產品同時出現,高階和主流都會有。如果4Q12要佔到consumer NB的30~40%,一定要有相當多的機種進入middle-high或更低的price market segment才行,估計價格帶4Q11要到 US$999, 2Q12到US$799, 4Q12到 US$699,量才會放大。而CPU補助方面,如果該機型設計符合Ultrabook規定,則CPU折扣可能高達US$100以上。

三、Ultrabook的定義

Ultrabook的定義,在4Q11比較簡單,14/15”或更大螢幕機種,機身最高厚度20mm以下,11/13”機種,機身最高厚度18mm以下。如果達到這個標準,就可有CPU折扣。2012年還會增加開機速度等其他規定。

四、加快開機速度/存取速度的方法:

(1)4Q11:由廠商自行修改BIOS和軟體,改進睡眠/休眠功能,降低睡眠耗電量,改進啟動速度和穩定度,但這不是真的關機後開機時間。

(2)直接使用SSD取代HDD,就像Macbook Air一樣,這樣關機啟動和一般存取速度都會加快,但成本也貴很多。

(3)1Q12: 新的Intel Chief River platform出來,包括新Ivy Bridge CPU和新的7系列的Panther Point chipset,有一個新功能: Smart Response Technology,使用一個小容量的SSD(例如20GB),配合HDD(例如500GB),將SSD作為HDD和DRAM之間的buffer/cache,加快存取速度,希望達到接近大容量SSD(128/256GB)的速度,但是又有接近HDD的低成本優勢。介於SSD和HDD之間的cost/performance。這個做法有點類似以前的 Turbo memory module,但是一來容量再放大點,二來SSD是產業標準規格,不像Turbo memory是Intel自訂的規格。

配合Fast Flash Standby技術,當user睡眠(Standby/sleep mode, 資料繼續存在DRAM中,用低電量維持)時,經過設定的時間之後,系統將DRAM中的資料移動到Flash memroy,當user重新使用時,系統將Flash memory資料再移回DRAM,這樣可以非常接近以前睡眠後喚醒的時間,但是又可以用更低(或無耗電)的耗電、也不用擔心資料流失。也就是介於睡眠和休眠(Hibernate/deep sleep)之間的performance/power/safety。如此可達30天的電池壽命,並起在啟動開機+聯網+進入應用程式,可在5秒內完成。Flash Flash Standby需要Panther Point chipset + Windows 7 + SSD + BIOS配合。

(4)Hybrid HDD,由HDD廠商在內部建置Flash memroy當作buffer加快速度。這種做法不用更改系統設計,只要採購Hybrid HDD即可(例如內含4GB Flash),但是現在價錢太貴,效果也有待驗證。

(5)BIOS和硬體搭配
BIOS在booting的時候,會花一段時間偵測所有的週邊設備,如果把比較不會改變的設備(例如NB中的CPU、DRAM、display)記錄下來,下次跳過不偵測,只偵測比較有機會變更的設備,則可以加速開機時間,甚至透過硬體設計,跳過BIOS firmware的處理,直接將比較不會改變的設備資料,儲存在主機板上增加的EEPROM上面,這樣可以用硬體線路的速度,讀取零件或設備資料,不用等系統先載入BIOS運作之後再去偵測的時間。

(6)Windows 8: Microsoft號稱Windows 8可大幅加快開機速度,傳統關機時OS把user session和kernel session都關閉退出。 Windows 8 則將kernal session寫入HDD的hiberfil.sys中,這個檔案目前是(1)當使用者執行休眠功能時用來儲存DRAM內的資料,(2)目前的休眠是將全部DRAM內的資料都寫入HDD,但Windwos 8卻採用這種原理,(1)每次關機時都使用這個功能,(2)但不是寫入全部資料,只有寫入比較小的kernel session,這樣速度比現在的休眠更快,佔用的空間更小。因此2012年9月Windows 8上市後的Ultrabook,還可以用Windows 8的這項功能加速啟動時間。至於同樣是從HDD載入(而不是像前面幾種方法都和Flash有關),為何Windows 8載入的kernel session會比現在Windows 7重新載入要快,這部分沒有資料,個人猜想是因為(1)Windows 7啟動時要將系統程式一個一個載入,速度不如Windows 8上次關機時將DRAM資料bit to bit寫入一整塊HDD空間,開機時再一整塊直接讀取恢復到DRAM中,(2)Windows 8關機寫入的kernel session可能含有"狀態"的資料,重新載入時馬上恢復原先狀態,不用重新偵測或執行。

7 則留言:

匿名 提到...

Ultrabook 推出後,Sony VAIO 應該受傷很大,過去Sony高價機種訴諸輕薄省電,但此一優點被Ultrabook 取代,銷量應該會下降不少

匿名 提到...

請問Richard 有沒有一個可能性 當採用icore還無法達到目標價格帶 反而給ARM SoC一個好的切入機會? 以目前NV Tegra3的報價
約為i5 1/3 左右....

匿名 提到...

同時還可省下散熱相關機構件的成本...

Richard's Research Blog 提到...

ARM core確實很適合做輕薄機種沒錯,他也可能擴大PC的應用範圍,但Ultrabook我想主要目標,是要加強輕薄機種的C/P值,目前13" 2 spindle 1.4Kg以下的機種,或13" 1 spindel 1.3Kg以下,價格都很貴,透過Intel製程改進讓ULV/LV CPU成本降低,自己犧牲一點折扣利潤,再推動OEM也去努力cost down,並且也犧牲一些以往輕薄機種的高利潤,共同將價格降到US$999(4Q11),這樣輕薄機種可能不用像以往那麼貴,performace也不用差異太多,提高C/P值來刺激需求。
但我覺得ARM perfomance要達到Intel x86中等級CPU,可能需要Cortex A15 x 4核心,還要加大L2/L3 cache,那可能要到2013年以後了。在此之前,可能只能跟Intel低階CPU相比。
Thanks

匿名 提到...

Cortex A15 launched on Oct. 19, 2011.

Richard's Research Blog 提到...

哦,這樣的話就比我想像的快了,可以請問資料來源嗎?

我也有注意到這個新聞,ARM剛剛公布用20nm在TSMC tape out A15,但這是20nm,TSMC的20nm大概還要一年後才成熟,而且ARM是IP公司,為了Silicon IP驗證需要,會在foundry小量試產,只是為了驗證可行性,並非量產,因為他不是IC公司,等他的客戶使用他的IP設計出CPU量產,也許還要半年以上,我也想知道,28nm的A15雙核心產品何時可以量產,原本看到Nvidia的roadmap A15雙核心量產時間好像都要到3Q12,如果您知道有更快的時間或更新版,請您告訴我,謝謝!

匿名 提到...

Nvidia T40(4xA15 Qual core)

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