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作為發(fā)展中國家的中國,醫(yī)療保健支出從1995年占GDP 3.7%上升到2007年的5.6%,2010年,中國政府正式宣布了“健康中國2020”方案,提出將在未來十年為所有中國居民提供基本的衛(wèi)生保健,當年中國醫(yī)療保健成本即猛增到占GDP的13%。中國的經濟繁榮和政府對醫(yī)療保健事業(yè)的大規(guī)模投入拉動醫(yī)療保健市場快速增長。
隨著電子、半導體還有相關配套技術的發(fā)展,電子產品在醫(yī)療保健市場中的份額不斷擴大。根據市場研究機構Databeans的統(tǒng)計,全球醫(yī)療電子支出每年增長15%,醫(yī)療應用的半導體消耗量每年增加11%。至2012年醫(yī)療電子用半導體產值將接近50億美元,其中家用和便攜市場增長速度最快,年復合成長率高達16%。輔助復健、治療裝置、監(jiān)視/傳感器與遙測裝置等,已經成為家用電子醫(yī)療市場增長的主要動力。
在電子技術如此發(fā)達的今天,當我們手中擁有各式各樣的電子產品,但是與醫(yī)療保健相關的電子產品卻屈指可數,正如飛思卡爾半導體銷售和市場高級副總裁Henri Richard所說:“難以置信的是,我們家里最先進的醫(yī)療器件就是體重秤。這種情況應當予以改變?!?/p>
新的需求、新的理念不斷涌現,各種不同的先進技術被融合在一起實現醫(yī)療電子的創(chuàng)新。飛思卡爾半導體長期致力于傳感器技術、MCU技術、RF技術等諸多先進技術研究與應用,這使其在當今復雜兒苛刻的醫(yī)療電子市場中,擁有先天優(yōu)勢。特別是醫(yī)療電子應用的MCU,不僅要求高集度和低功耗,而且還要承擔起與各種技術、設備、接口互聯(lián)互通的重任,應用在醫(yī)療電子的新型MCU器件被寄予厚望。
Kinetis K50微控制器為醫(yī)療電子測量和監(jiān)測設定新標準
2011年3月份的K50微控制器系列為連續(xù)監(jiān)測提供多種連接選項,并為便攜式醫(yī)療設備、儀器儀表和工業(yè)測試和測量設備等應用領域的可靠模擬信號處理提供集成測量引擎。K50系列內置ARM Cortex M4內核,采用64引腳封裝,提供128 KB閃存,10K數量的起批價僅為3.58美元。
憑借Kinetis組合的可擴展性、軟件的易用性以及模塊化的硬件開發(fā)工具,K50系列在設計上帶來了超凡的自由度。K50系列(包括K50、K51、K52和K53四個子系列,共40個設備)可與Kinetis產品組合中的200多個其他微控制器兼容。而且,龐大的軟件生態(tài)系統(tǒng)使開發(fā)者能夠自由地選擇自己喜歡的IDE/軟件編譯器。
K50系列獨有的集成測量引擎允許對外部模擬信號進行可靠處理,且不需要昂貴的額外部件,從而降低了開發(fā)費用。集成了運算放大器和跨導放大器,且有高速16位模數轉換器來轉換和捕獲信號,提供準確和及時的結果,這些使片上信號處理成為可能。
K50系列提供多個片上監(jiān)控接口,包括以太網,集成的低功耗LCD控制器,電容式觸摸傳感模塊,還支持眾多的通信協(xié)議(usB、UART、SPI、I2C、I2S和或外部總線),為不斷監(jiān)測提供了多種連接選擇。這種連接能力使工業(yè)和醫(yī)療應用能夠不斷監(jiān)測、評估和控制系統(tǒng)變量。通過USB個人保健設備類和Continua連接庫還可以實現醫(yī)療設備的通信。
K50系列的增強的監(jiān)測和測量能力對醫(yī)療市場特別重要,因為醫(yī)療設備越來越多地向便攜式過渡。由于K50系列能夠縮短開發(fā)時間,增加功能性一都以極低功率運行,這使醫(yī)療設計人員能夠迅速適應市場趨勢,并提供最終用戶期望的便攜式且可聯(lián)網的設備。
目前,Kinetis K50系列已納入飛思卡爾的產品長期供貨計劃,保證至少15年的穩(wěn)定供應。
盡管醫(yī)療設備的數量每年都在增加,成本也在不斷降低,但相比龐大的需求,現有醫(yī)療設備不僅數量有限而且分布也不均勻,如何共享、如何實現快速響應,相關的技術可行性都是亟待解決的問題。這些狀況也促使醫(yī)療設備向:系統(tǒng)更小、更經濟、便攜、可遠程監(jiān)控并保證性能指標這一方向發(fā)展。所以實現更小更經濟的系統(tǒng),同時保證系統(tǒng)的性能,是整個行業(yè)最終極的需求。
關思卡爾技術論壇
飛思卡爾技術論壇(FTF)旨在推動創(chuàng)新和協(xié)作,目前它已經成為嵌入式半導體行業(yè)開發(fā)商的年度大會。今年,飛思卡爾技術論壇中國站2011重返深圳,回到中國擁有眾多高新科技企業(yè)的基地以及廣大的工程技術精英的身邊,并通過以下豐富環(huán)節(jié)令您率先一睹世界最新科技:
技術研討會:探討飛思卡爾及其合作伙伴的產品和技術,包括汽車電子,消費電子,工業(yè)電子,網絡和支持技術五部分。
互動式技術展示:在FTF 2011中國的互動技術展區(qū)現場演示超過80個技術展臺展示多種產品和技術。
培訓和實踐課程:長達100小時的最新技術培訓和動手實踐課程。
觀眾參與:由觀眾評選出“最受歡迎的參展商”。
主題演講、媒體見面會:飛思卡爾董事會主席兼首席執(zhí)行官,Rich Beyer先生;運動員、科學家、發(fā)明家和未來學家Hugh Herr先生將親臨深圳,交流分享世界最新的科技成果、深入分析市場熱點動態(tài)以及展望未來科技發(fā)展趨勢,并與媒體分享更多資訊。
公共服務的市場化是社會發(fā)展的必然趨勢,提高公共服務水平是我國現階段亟待解決的問題。本文作者以服務設計的視角審視公共服務,通過對公共服務市場化的背景研究和國內外相關案例的分析,引入服務設計思維,發(fā)掘服務設計在公共服務領域的可介入點,對服務設計的研究方法在社會性課題中的應用進行了初步探索。
關鍵詞:
服務設計 公共服務 市場化 用戶體驗
1.服務設計思維
服務在我們的日常生活中是一直存在而且必不可少的,從社會公共服務到私人定制化服務,都是我們與社會交流的媒介,而這些媒介后連接的是一個經過科學方法研究并驗證的完整的服務體系。這個服務體系建立的過程,就是服務設計的過程。相應的,這個服務體系所帶來的收益增長就是服務設計在這項服務里產生的價值。如同有兩家售價和品質相同的咖啡店,服務設計就是顧客選擇走進其中一家店的理由。服務設計是一個新興的設計領域,其宗旨在于通過整合有形、無形的媒介,創(chuàng)立完整縝密的服務經歷,其本質是一種應用多種跨學科研究方法的整合性設計思維。
近20年來,服務設計逐漸進入大眾的視野,附加在傳統(tǒng)的物資交換型產品市場中形成了“產品+服務”的經濟模式。這種經濟模式的興起主要是源于社會形式和群眾心理的變化。工業(yè)化生產帶來的市場同質化使傳統(tǒng)的產品交易市場日漸飽和,經營者需要通過提供優(yōu)質服務來獲得競爭力和價值。同時,技術為服務領域的細分和新服務的產生提供了可能,從而滿足不同人群的個性化物質需求和情感訴求,使服務的過程聚焦在顧客上。正是這些社會性變革為服務經濟提供了新的思維方式。
服務設計是一個具有整合性的多學科交叉領域,吸取了社會學、心理學和設計學科等多個領域的研究方法,形成一套獨特的設計流程。服務設計將解決問題的過程視覺化、程式化、細致化,使被設計的系統(tǒng)清晰并可被評估。(如圖1)首先。設計者需要了解服務方和被服務方的需求和背景。在服務方的角度,需要了解他們現階段的運營情況,包括人力資源、物資供應、合作伙伴、市場趨勢和相關的技術支持等;關于被服務方,設計者則需要了解他們的種族文化、社會態(tài)度、政治與經濟和時代潮流等需求背景。同時,服務設計提出一種以用戶為中心和持續(xù)創(chuàng)新的思維,除了在服務系統(tǒng)建構的過程中體現之外,設計者需要向服務方傳達這種理念,使服務系統(tǒng)可以高質量地運行。并且,設計范圍要覆蓋被服務方在服務流程中的全部接觸點以使整個服務過程的質量都得以優(yōu)化。此外,在系統(tǒng)構建的進程中,設計者可以邀請服務雙方共同參與并且提出想法,使用戶參與到設計過程是服務設計必不可少的重要過程。服務設計輸出的產物是針對服務傳遞過程設計的系統(tǒng)的解決方案,可能是有形的產品和無形的服務形式。
服務設計為服務雙方建立新的關聯(lián)方式,為提供服務者和服務接受者創(chuàng)造共同價值。服務方通過優(yōu)化經營策略和獲得現存問題的解決方案創(chuàng)造有效且高效的工作方式,使員工的滿意度增加并且提高收益。被服務方可以在每個接觸點都獲得滿意的服務質量和愉快的用戶體驗,從而形成品牌信任,并且通過信息反饋進一步促進服務的提升。穩(wěn)定有效的服務系統(tǒng)在服務雙方的共同運作下可以保持一種有條不紊并且不斷優(yōu)化的狀態(tài),形成雙贏局面。
2.公共服務的市場化趨勢
公共服務是政府為滿足社會公共需要為公民提供的服務和產品,醫(yī)療、教育、司法和交通等都是我們生活中常見的公共服務。20世紀70年代之前,世界各國的公共服務均由政府提供,隨著西方國家的政治改革,市場化機制被引入到公共服務中,打破了傳統(tǒng)的政府壟斷公共服務的局面。
計劃經濟時期,我國的政府是“全能政府”,經濟、文化和社會等各個方面的事務全部由政府包辦,呈現一種超負荷的運轉狀態(tài)。近30年來,我國一直著重提高公共服務能力,但由于公共服務供給不足和社會保障跟不上等原因,我國的公共服務與其他各國相比仍處于較低水平。這種情況下,群眾的不滿也隨之而來,公共服務的落后成為掣肘我國經濟和社會發(fā)展的一大問題。
時代的社會性變革為提高我國公共服務水平提供了良好的契機,多方面的社會性因素都將解決方案指向了公共服務的市場化。隨著互聯(lián)網時代的到來,“互聯(lián)網+”的經濟模式在各個行業(yè)都有所涉及,人們開始體驗到前所未有的新鮮服務。例如,傳統(tǒng)的出行,我們只能依賴于政府管轄的公共交通,但現在市場上存在大量的出行服務機構,一站式解決旅途中的衣食住行,并且在交流過程中,用戶感受到被關心與受尊重等良好的情感體驗,這些都是傳統(tǒng)的公共服務中不能提供的。由此可見,在“互聯(lián)網+”的時代背景下,技術的進步為社會服務提供了新的可能,例如遠程服務、預約服務等都為用戶提供了便捷的服務;同時,政府減少對公共服務領域的介入也為公共服務市場化提供了基礎,私有化、合同出租、公私合作和引入競爭等方式普遍應用于能源、醫(yī)療和交通等領域。此外,隨著基礎服務的完善與滿足,群眾對于服務的體驗越來越重視,個人權利維護意識增強,這就要求公共服務需要不斷提高自身的服務水平,而市場化的競爭模式則是促使服務水平提升的最佳解決方案。
時至今日,我國在醫(yī)療、教育和交通等領域都一定程度推行了市場化的服務模式,形成了競爭性的公共服務市場。以醫(yī)療領域為例,根據《reMED 2015中國互聯(lián)網醫(yī)療發(fā)展報告》,“互聯(lián)網+醫(yī)療”自2014年起開始爆發(fā)性增長,在BATE/聯(lián)網巨頭的主導參與下,醫(yī)療O2O、遠程醫(yī)療與軟硬件結合健康管理類服務層出不窮,僅2014年就完成醫(yī)療并購總計138起,總披露金額63.56億美元。同時,相關政策的支持也為醫(yī)療服務的不斷優(yōu)化提供了基本的保障。2014年5月國務院辦公廳印發(fā)的《深化醫(yī)藥衛(wèi)生體制改革2014年重點工作任務》―文中已明確指出,將加快推進醫(yī)師多點執(zhí)業(yè),取消多點執(zhí)業(yè)地點地域和數量的限制以及兩道審批程序。醫(yī)生不再只是依附于醫(yī)院,而是作為個體醫(yī)療資源,這種個體化、市場化的醫(yī)患生態(tài)是醫(yī)療服務市場化的典型特征。也正是因為這個原因,群眾的就醫(yī)需求面臨著多樣化解決方案和醫(yī)療服務,甚至一些潛在的服務需求被挖掘出來,這就形成了具有競爭性的醫(yī)療服務市場。
但是,與其他服務市場相比,公共服務市場化具有一定程度的特殊性。首先,服務組織的制度和性質對服務的形態(tài)有重要影響。由于政黨和政策的變革,部分民生需求對應的服務機構隸屬于其他社會監(jiān)督控制部門,而解決民生需求的服務在機構中不被重視,這就造成了群眾的不便和不滿。警務系統(tǒng)中的戶政服務就是常見的例子。其次,服務資源的配備也是影響公共服務水平的重要因素。以北京市出入境管理服務為例,2007年北京在不同區(qū)的八個公安分局增設了公民出入境申請受理點,使原集中于北京出入境服務大廳的人流量減少了很多,工作人員的服務流程也從容很多,民眾的服務體驗也得到了改善。此外,公共服務可能出現人權問題。人權因素是其他服務領域涉及較少的因素,因其背后所涉及文化根源和政治根源較深,不同國家和地區(qū)對此問題也有較大差異。一般人權問題在教育、醫(yī)療和司法等公共服務領域常有涉及。最后,公共服務的工作人員的觀念轉變也是公共服務水平提升過程中不可全少的一環(huán)。長期以來,公共服務的工作人員一直扮演著公共部門行政人員的角色,在服務過程中占有主導地位。這與市場化的服務流程需要以用戶為中心的原則發(fā)生沖突,如何進行觀念轉變是公共服務市場化的重要課題之一。
公共服務市場化是互聯(lián)網時代和市場經濟的產物,是不可逆轉的社會形勢。由于多年來形成的固定行政模式,我國的公共服務市場化還有很長的道路要走,在這個艱難的過程中,我們需要引入科學的研究方法并且學習其他國家的市場化經驗,使我國的公共服務市場能夠以高效的運作方式為群眾提供良好的用戶體驗。
3.服務設計在公共服務領域的應用
公共服務領域在一定程度上有政府的參與,同時又面向大眾的市場,所以公共服務流程中同時包括政府、服務工作人員、私有化負責人和被服務方等多種人物角色之間的關系尤為復雜。服務設計運用設計的方法,使服務流程所涉及到的各個利益相關方之間的關系清晰化,提出創(chuàng)新性的服務方案,建立以被服務方為中心服務系統(tǒng),優(yōu)化服務流程和系統(tǒng)的運作方式。
在公共服務市場化的浪潮中,很多地區(qū)和國家已經率先將服務設計應用到了公共服務的系統(tǒng)中,建立新的行之有效的服務方式。設計者們通過服務設計的研究方法,對課題進行深度研究,同時邀請從業(yè)人員和用戶參與到設計中,共同探索具有創(chuàng)新性的服務解決方案。在這個過程中,他們用設計實踐詮釋了設計者如何在社會性問題中發(fā)揮作用以及他們是如何工作的,尤其是在公共服務領域的設計實踐活動。
案例:荷蘭經濟部的服務系統(tǒng)優(yōu)化
荷蘭經濟部(NL Agency)是荷蘭的經濟部門,負責執(zhí)行政府在社會創(chuàng)新和國際商業(yè)合作工作E的政策,是企業(yè)、知識團體與政府單位之間在溝通、財政和業(yè)務合作等行政事務上的溝通橋梁。在經濟部建立之初,各部門是根據政府職能和管理方式來進行劃分,而不是從被服務方的角度來建立。想要在環(huán)境的改變下保持持續(xù)的競爭力而生存下去,經濟部面臨著必須重新評估組織結構并且與客戶們建立良好關系的挑戰(zhàn)。
完成這項任務的設計者是Design Thinkers團隊,他們進行了顧客旅程實驗,幫助經濟部從顧客的角度審視自身服務的問題。他們列出所有利益相關者的名單,以被服務的顧客為中心,畫出每個利益相關者的位置和他們之間的關聯(lián)和互相之間的影響。通過洞察,設計者們發(fā)現經濟部在提供服務的過程中并非始終將顧客放在最核心的位置上,即沒有遵循以用戶為中心的原則。然后,他們建立了一個用戶角色(Persona),這個用戶角色是一個虛擬的典型用戶,他們?yōu)檫@個角色設定了要達到的目標和要進行的動作。在模擬這個用戶被服務的過程中,對每個服務接觸點進行量化評價,將評分較低的項目記錄在卡片上,根據問題的重要程度進行排序。在這個過程中,設計者發(fā)現重復冗雜的表格填寫使客戶感到困惑和懊惱。接著,設計者邀請了經濟部的工作人員和他們的客戶共同參與了設計的過程,一起找出具有價值的解決方案,建立服務解決方案藍圖。荷蘭經濟部增加推行了線上服務,客戶可以預先在線上提交基本信息,并且經濟部對自身部門進行優(yōu)化精簡,減少了客戶在業(yè)務辦理過程中的程序和時間,也緩解了自身的人員壓力。荷蘭經濟部通過服務設計的研究方法,清晰地了解到自身系統(tǒng)存在的問題,并根據研究的結果做出相應的改變,在新的社會形態(tài)下保有良好的服務性。
案例:臺北戶政服務設計
在臺灣地區(qū)的民政服務概念系統(tǒng)中,“戶政”的意義是每個人生命現象的記錄,出生、結婚、遷徙、死亡等,均與戶政密切相關。戶政保存的數據可作為法律上的權利義務依據,得以了解人口結構、制定人口政策。
研究者以大安區(qū)戶政事務所為觀察點,從環(huán)境設施、設備及界面和服務流程等方面進行洞察,并繪制顧客的服務流程圖,從中找出服務的問題所在,并具有針對性地提出改進方案。首先,戶政服務是由警務系統(tǒng)中獨立出來的,群眾在事務辦理過程中仍然帶有心理壓迫感。寬敞現代的業(yè)務大廳和現代化設備可以使服務面貌更加平民化、日?;?,消除客戶的心理隔閡。其次,智能化、信息化的功能實現是政務服務流程改進的關鍵因素。電子化政務信息的處理技術簡化了業(yè)務辦理的手續(xù),縮短了民眾辦理業(yè)務的時間。再次,傳統(tǒng)的戶政辦理都未“分件辦理”,顧客必須輾轉經過多個辦理點才能獲得完整的辦理手續(xù),這樣分件辦理的方式增加了顧客的停留時間。改革后的服務流程將分件處理的流水線變成了綜合性的“功能島”,顧客可以在單個窗口完成整個業(yè)務的流程,大大提高了服務效率。最后,在空間分布上,戶政部門降低了服務柜臺,形成開放型的對談空間,營造一種親和的狀態(tài)。通過這一個方面的優(yōu)化,民眾對于臺北戶政系統(tǒng)的服務滿意度有大幅提升,工作人員的工作狀態(tài)也更加輕松方便。
服務設計的研究方法在公共服務系統(tǒng)的重構和優(yōu)化中具有至關重要的作用。在分析公共服務系統(tǒng)復雜的人員結構和關系時,可以使用利益相關者地圖(如圖2)來分析系統(tǒng)中各個角色的關系并且重新審視他們的位置。在用戶研究的過程,我們可以使用期望地圖、影子觀察、用戶角色和用戶旅程地圖等方式來分析用戶在服務流程的各個接觸點中的情感體驗并且發(fā)掘真正的用戶需求。在設計的過程中,我們必須邀請服務從業(yè)者和被服務者共同參與,這樣可以使產出的服務在互動上更為順暢。最后,根據對服務雙方的了解和市場的形式,設計者可以建立服務藍圖,包括有形的服務和無形的服務,通過人員、環(huán)境、產品等多個媒介共同優(yōu)化服務流程。
關鍵詞:家庭網絡;藍牙;智能監(jiān)控;通信技術
隨著信息技術的發(fā)展,互聯(lián)網的迅速普及,通信技術的不斷發(fā)展,都在推動著網絡走向家庭,走向人們的生活。“家庭網絡(Home Networking)”的概念也自然而然地產生并形成一種趨勢。家庭網絡(Home Network)指的是融合家庭控制網絡和多媒體信息網絡于一體的家庭信息化平臺,是在家庭范圍內實現信息設備、通信設備、娛樂設備、家用電器、自動化設備、照明設備、保安(監(jiān)控)裝置及水電氣熱表設備、家庭求助報警等設備互連和管理,以及數據和多媒體信息共享的系統(tǒng)。家庭網絡系統(tǒng)構成了智能化家庭設備系統(tǒng),提高了家庭生活、學習、工作、娛樂的品質,是數字化家庭的發(fā)展方向。
一、家庭網絡實現技術方案
(一)X-10電力線技術
相對于其他有線技術,X-10電力線技術不需要用戶購置新的傳輸線路而直接使用房間內既有的供電端口來連接計算機和其它信息家電設備。
X-10是一種通過標準交流電力線路進行遠程控制和通信的通信協(xié)議。利用電力線纜未使用的帶寬傳遞數據,即在電力線路帶寬的低頻部分(50-60Hz)用于供電的同時,利用其高頻部分(>1MHz)進行數據傳輸。家庭電腦或其他家電設備插接在鄰近的電源端口上;打印機或其他設備可以通過與其連接的PC實現共享。這樣,可通過“電力”局域網共享調制解調器的方式來實現互聯(lián)網接入。
但是,電力線路反映速度慢(60Hz供電系統(tǒng)中,傳送一個指令需0.883s)、網絡的噪聲干擾較大,傳輸速率較低(一般在50Kbps到350Kbps,最大傳輸速率不超過1Mbps)。因此,電力線路不適用于高數據速率的應用,通常認為這一技術不適于家庭網絡的實現。
(二)HomeRF技術
家庭射頻(HomeRF)技術是無繩電話技術(DECT)和無線局域網(WLAN)技術相互融合發(fā)展的產物。無線局域網IEEE802.11采用CSMA/CA(載波監(jiān)聽多點接入/沖突避免)方式,特別適合于數據業(yè)務;而DECT使用TDMA(時分多路復用)方式,特別適合于話音通信,將二者進行融合構成家庭射頻使用的共享無線應用協(xié)議(SWAP)。
SWAP使用TDMA+CSMA/CA方式,適合話音和數據業(yè)務,并且特地為家庭小型網絡進行了優(yōu)化。HomeRF工作于2.4GHzISM頻段,采用數字跳頻擴頻技術,支持TDMA業(yè)務和CSMA/CA業(yè)務,TDMA用于傳送交互式話音和其它時間敏感性業(yè)務,而CSMA/CA用于傳送高速分組數據
HomeRF技術特征如下:
1.每個網絡最高可達127個設備;
2.使用ISM頻段的2.4GHz波段的無線電波,采用跳頻(FH)擴頻,每秒50跳;
3.與TCP/IP網絡協(xié)議進行了很好的結合,支持廣播、多點傳送和分組,48位IP地址,允許同一區(qū)域的多個網絡并行操作;
4.基于32kb/s的ADPCM和DECT呼叫處理;
5.采用Blowfish加密算法,提供基本的和增強性兩種保密級別;
6.數據壓縮:采用LZRW3-A算法 ;
7.簡化了物理層協(xié)議,降低設備費用;
HomeRF雖然采用跳頻擴頻技術,但它的跳頻頻率是每秒50Hops,遠小于每秒1600Hops的藍牙抗干擾性和安全性不如藍牙。HomeRF技術的實現形式主要是PC卡,成本高于可以模塊化的藍牙。
(三)藍牙(Bluetooth)技術
Bluetooth技術致力于在10米到100米的空間內使所有支持該技術的移動或非移動設備可以方便地建立網絡聯(lián)系、進行話音和數據通信。各類數據及語音設備,用藍牙無線方式動態(tài)地連接成一個微微網(Piconet),多個Piconet之間也可以互連形成分布網(Scatternet)。
二、藍牙技術在家庭網絡系統(tǒng)中的應用
(一)家庭網絡系統(tǒng)的組成及原理
家庭網絡系統(tǒng)將有線通信技術(PSTN、INTERNET)、計算機和藍牙通信技術融為一體,組成家庭網絡系統(tǒng),系統(tǒng)的主要任務是實現以下功能:
1.智能家庭安防。實現家庭的防火、防盜和防煤氣泄漏;
2.智能家庭儀表。通過藍牙設備和計算機實現對水表、電表和煤氣表的遠程抄表;
3.智能家電。通過Internet、電話線接口,實現信息交換和遠程控制;
整個系統(tǒng)由藍牙模塊、MCU、傳感器網絡和家庭計算機等組成,如圖一所示。上層系統(tǒng)由家庭計算機機、串口通信、ATmega16L單片機和藍牙模塊等組成。下層系統(tǒng)由藍牙模塊、ATmega16L單片機、模數轉換器(ADC812)和傳感器組等組成。傳感器組包括數字量傳感器和模擬量傳感器,模擬量傳感器后帶有信號調理電路。藍牙傳感網絡使數據采集和家庭網絡監(jiān)控靈活方便,擺脫了布線系統(tǒng)的束縛。圖一中所示的緊急開關供主人在室內遇到緊急情況時使用。系統(tǒng)可以通過電話線或互聯(lián)網與外界連接。
傳感網絡,用于實現家庭安防和三表抄表功能。家庭安防報警有三個主要方面:一是通過安裝門磁、窗磁、紅外線探測實現非法侵入報警,也可以配置攝像頭進行實時環(huán)境監(jiān)控;二是通過探頭感應裝置實現火警、煤氣泄漏報警;三是通過緊急按鈕實現緊急求助和醫(yī)療求救。用戶通過遠端電話和計算機,可以實現家居的防盜監(jiān)視。通過Internet或電話控制家里電器的控制并獲得其運行信息。
(二)家庭網絡系統(tǒng)軟件設計
系統(tǒng)軟件分上層系統(tǒng)軟件部分和下層系統(tǒng)軟件兩部分,為了避免同頻干擾的問題,整個系統(tǒng)采用分時復用TDMA(Time Division Multiple Access)技術,把上層系統(tǒng)與任一下層系統(tǒng)之間的通信采用時分的方式分開,上層系統(tǒng)通過掃描的方式與各下層系統(tǒng)進行點對點通信。上層系統(tǒng)接收到監(jiān)控命令后,通過藍牙無線通訊方式向下層系統(tǒng)發(fā)送命令并開始巡檢。巡檢內容包括抄表數據和家里電器運行控制命令和安防報警等數據。下層系統(tǒng)收到上層系統(tǒng)發(fā)來的命令,讀取傳感器數據,校驗數據并發(fā)送給上層系統(tǒng)。
三、結束語
本文通過比較X-10技術、HomeRF技術和藍牙(Bluetooth)技術的各自特點,提出了利用藍牙技術組網適合家庭網絡的實現?;谒{牙通信技術的遠程家庭網絡控制系統(tǒng)的實現,是適合中國國情的家庭網絡系統(tǒng)。藍牙通信技術的應用,使數據采集和家庭安防監(jiān)控靈活方便,擺脫了布線系統(tǒng)的束縛,藍牙的跳頻技術大大地提高了系統(tǒng)的抗干擾能力,同時具有具有技術復雜度低、同步支持語音和數據業(yè)務、安全性好、移動性好、建設和維護成本低等優(yōu)點。在具有藍牙功能的家庭設備間的內部構建網絡以實現無線通信,對外實現以太網接入,實現對智能家居系統(tǒng)的本地集中控制和遠程控制。基于藍牙技術的家庭網絡的實現極大的提高了傳統(tǒng)家居系統(tǒng)的人性化、自動化水平,最終改變人們的生活。
參考文獻:
[1]饒文碧,周劍波,張露.智能家居遠程控制系統(tǒng)的設計[J].軟件導刊,2008.
挾云計算的力量,移動互聯(lián)網正沖擊著很多傳統(tǒng)產業(yè),并為新型產業(yè)提供了開闊的平臺。全新的連接和通信方式仿佛一夜之間改變了人們的生活和工作,隨之而來的是各種實際而新穎的商業(yè)模式和業(yè)務運轉模式。信息、溝通、計算,這些人類社會千百年來賴以凝聚成形的元素被得到了前所未有的“物盡其用”,釋放了千萬倍的能量,為全球經濟帶來更多的活力與商業(yè)機會。
“過去5年間,iPhone是全世界最熱門、最受關注的消費電子產品,沒有之一”,美國知名IT網站eWeek的發(fā)現極好地印證了全球市場的對移動互聯(lián)網科技的消費熱情。在傳統(tǒng)行業(yè),以iPhone、iPad為代表的新型移動終端支持著企業(yè)高管、醫(yī)療工作者、酒店和機場的管理人員等移動工作者通過移動互聯(lián)網得心應手地進行移動辦公,隨時隨地發(fā)出指令,跟進工作項目,會見客戶,遠程操作以及視頻會議。隨手可得的信息和團隊協(xié)作支持他們及時做出更明智的決策,為企業(yè)創(chuàng)造更多價值。而在高度靈活的創(chuàng)意型產業(yè),追求最大程度自由的設計師、藝術家、音樂創(chuàng)作人、自由撰稿人、產品銷售員、分析師、創(chuàng)業(yè)者等人群通過移動互聯(lián)網獲得了全面的支持,全新的商業(yè)模式和經濟增長點不斷涌現。
經濟模式的靈活使企業(yè)管理者越來越倚重IT系統(tǒng)帶來的效率和創(chuàng)新。CIO們在承受企業(yè)內部壓力的同時,也隨時面臨全新技術手段所帶來的變化與挑戰(zhàn)。BYOD (Bring Your Own Device) 就是目前最受矚目的IT應用趨勢之一。BYOD,即攜帶自己的設備辦公,其優(yōu)勢在于提高員工的工作效率的同時,降低企業(yè)IT成本和投入。這些設備包括個人電腦、手機、平板電腦等移動智能終端設備。源自個人創(chuàng)新行為的BYOD模式大大激發(fā)了員工的創(chuàng)造能力,因此被企業(yè)日漸認可,有行業(yè)調查顯示,目前中國已有78.9%的企業(yè)允許員工使用個人移動設備進行工作,比亞太區(qū)的整體水平高出了8個百分點。不過從目前來看,BYOD所涉及的移動設備多是員工個人的消費級移動終端,這為企業(yè)的IT系統(tǒng)管理帶來了相當的難度,并埋下安全隱患。
員工創(chuàng)新為企業(yè)帶來的競爭優(yōu)勢越多,企業(yè)越需要鼓勵和支持創(chuàng)新行為。移動互聯(lián)網的蓬勃發(fā)展使BYOD與企業(yè)IT系統(tǒng)的整合成為當下不容忽略的大事。然而在實踐中,BYOD怎樣為企業(yè)帶來更多附加價值而不是更多麻煩和安全隱患?如何將員工個人移動設備的生產力整合到企業(yè)IT系統(tǒng)中?這些問題亟待解決。
值得一提的是,在所有BYOD移動智能設備中,蘋果系列產品的比例占據了頭把交椅。2012年蘋果公司第二財季報告指出,僅今年第一季度,中國區(qū)iPhone銷量同比增長四倍,創(chuàng)歷史新高,iPad的需求表現強勁,Mac的銷售量也同比增長了60%;而蘋果操作系統(tǒng)與企業(yè)主流采用的Windows系統(tǒng)之間的兼容性問題就給期望借助BYOD這一趨勢的企業(yè)帶來了系統(tǒng)兼容的重大難題。針對這一市場趨勢,為了解決蘋果系列產品與企業(yè)IT系統(tǒng)的安全和兼容性問題,我們特意找出了最新一代的Parallels Desktop 7 for Mac虛擬化解決方案希望能夠借此幫大家解決蘋果兼容性困擾。
專為蘋果Mac量身打造的Parallels Desktop 7 for Mac是業(yè)界目前最快、最直觀的Mac桌面虛擬化系統(tǒng),綜合排名全球第一。Parallels Desktop 7 for Mac無需重啟電腦就能在Mac上同時運行Windows與Mac的應用程序,支持用戶在辦公環(huán)境中無縫集成周邊辦公設備,打造基于Mac的企業(yè)級工作體系,一鍵切換,方便快捷。
Parallels是全球范圍內為企業(yè)用戶與消費者用戶提供最佳桌面虛擬化方案的領先供應商,目前其桌面虛擬化產品裝機數量已經超過了300萬臺,是全球排名第一的Mac虛擬化軟件。延續(xù)Parallels的種種技術優(yōu)勢,Parallels Desktop 7 for Mac引進了90多項增強功能,支持用戶在Mac上運行多個OS X Mountain Lion或Windows各個版本系統(tǒng)及其應用程序。用戶還可以輕松訪問其他Parallels產品創(chuàng)建的虛擬機,及導入第三方軟件創(chuàng)建的虛擬機,移動性與虛擬性的完美結合確保辦公人群基于Mac的應用更加高效。
我們之所以會在眾多虛擬化解決方案中,向企業(yè)用戶推薦這款Parallels Desktop 7 for Mac,更主要是看重了其所擁有的幾大特性,它們在實踐中表現尤為突出。
1、無縫切換:Parallels Desktop 7 for Mac支持用戶在Windows與Mac應用程序之間自由切換,共享iSight與FaceTime HD攝像頭,并支持用戶隨時隨地通過iPad、iPhone 或 iPod touch等移動終端訪問Mac或Windows應用程序、文檔、Flash 音頻與視頻,確保用戶實現不同系統(tǒng)之間的無縫移動應用。以Parallels Desktop 7 for Mac為“靈魂”打造基于蘋果產品的強大而靈活的IT系統(tǒng),將幫助企業(yè)和員工最大限度地發(fā)揮BYOD的創(chuàng)造力和協(xié)作性。
2、直觀便捷:Parallels Desktop 7 for Mac支持 OS X Mountain Lion的各項功能,例如 Launchpad、全屏以及 Mission Control,亦可用于Windows 應用程序,全新的 Parallels 向導令設定更加簡單,且具備蘋果風格的幫助系統(tǒng)和文檔,友好的界面方便用戶“所見即所得”。
3、快速高效:在速度和性能方面,除了對一般應用程序的無礙支持,Parallels Desktop 7 for Mac更是前所未有地提升了對3D和圖形密集應用程序以及音頻軟件的支持,可為圖形密集程序設定高達1GB的顯存,幫助用戶無憂暢享Mac的高端性能與Windows系統(tǒng)的豐富功能。
正如天加空調執(zhí)行總裁郝然所說,如果天加只做傳統(tǒng)的普通空氣調節(jié)系統(tǒng),像酒店、商場、購物中心的中央空調等,那么很難擋得住低迷的市場趨勢。但是天加將大量的資源投入研發(fā)電子廠房、醫(yī)院手術室、制藥等高技術空氣潔凈領域,從某種程度而言,受到宏觀經濟下滑的影響變小了許多。
縱觀2015年中央空調行業(yè),即使是在并不景氣的大環(huán)境之下,天加依然沒有停下前進的步伐。“新天加·新凈界”——2015年天加中央空調新產品全國巡演正式拉開序幕,在如此環(huán)境中,各主機廠家紛紛節(jié)衣縮食、開源節(jié)流,天加卻逆流而上,攜手渠道經銷商讓他們重拾市場信心。
東渡日本取經
2015年初,天加日本研究所正式落成。天加空調總裁蔣立、執(zhí)行總裁郝然以及來自國內的頂級行業(yè)專家、經銷商、媒體代表等40多人齊聚大阪見證研究所的落成。
從某種程度上說,這是中國中央空調企業(yè)中為數不多的在境外設立的研究所,大阪研究所的正式落成標志著天加空調從此翻開歷史的新一頁篇章。在不遠的將來,天加的這一創(chuàng)舉勢必將影響并引領著中國中央空調的產業(yè)格局和市場變化。
據了解,天加日本研究所是一支擁有10多名日籍專家的精銳技術團隊,專門從事多聯(lián)機、熱泵熱水器、低溫冷凍機、熱本主機、空氣凈化器及相關技術的先行研究。未來,天加的中國籍技術研發(fā)人員將花去1/3的工作時間在日本研究所與日籍專家一起共同開發(fā)高效、高性能以及高可靠性的產品,而天加日本研究所也將作為日本企業(yè)OEM以及日本企業(yè)技術合作的窗口。
天加空調率行業(yè)之先,戰(zhàn)略性規(guī)劃新常態(tài)下的中國中央空調市場,從自身實力出發(fā),著眼于國際視野,這是一個具有大格局思路的企業(yè)所應有的能力。隨著日本研究所的建成,天加空調將通過在技術以及品質層面的嚴苛要求,勢必在新一輪的市場發(fā)展中拔得頭籌,奪得先機。
到目前為止,經過20多年的發(fā)展,天加公司擁有南京、天津、廣州、吉隆坡等多個生產基地,產品線涵蓋了離心機、螺桿機、模塊機、水源熱泵機、管道機、多聯(lián)機、組合式空氣處理機、風機盤管等多個系列。研究所落成之后,屆時,天加將形成從氟系統(tǒng)到水系統(tǒng),從末端到多聯(lián)機再到離心機,從中國市場到全球化布局的戰(zhàn)略部署。
企業(yè)是時代的企業(yè),求變是永恒不變的話題。天加空調以其無垠的視野和宏大的布局踐行著其產業(yè)理想,以其無聲勝有聲的默默耕耘影響并改變著產業(yè)格局。
毫無疑問,天加日本研究所的落成意義非凡,這也會在以后的發(fā)展中逐漸凸顯。這種大格局、大思路也再次貫徹了天加空調“我們一直在努力”的企業(yè)精神,天加憑借業(yè)內領先的空調以及潔凈技術技術研發(fā)實力,打造“天加質量=日本制造”的高端技術水平,最終邁步沖向世界。
與巨頭UTC縱橫
不謀全局者,不足以謀一隅;不謀大勢者,不足以謀一時。天加這兩年的種種作為,很容易讓人聯(lián)想到這句古訓。何以謀全局,何以謀大勢?正如圍棋對弈中,誰執(zhí)先手要講究布局,講究布“勢”,以摧枯拉朽不可阻擋之勢壓倒對手。天加之勢,在于精進和變新,在于積累和規(guī)劃,以自身之變應對市場之變。
隨著中國經濟進入增速放緩而結構優(yōu)化升級的新常態(tài),經濟增速雖然有所下降,但是中國經濟總體仍將維持巨額的增量,同時產業(yè)結構也將發(fā)生巨大的變化。在這種經濟新常態(tài)下,中國中央空調市場如何蓄力反彈,如何實現新一輪的大發(fā)展,成為每個中央空調企業(yè)近年來一直在思索求變的問題。
2015年4月,天加正式與美國聯(lián)合技術公司(UTC)達成全球戰(zhàn)略合作意向。UTC是美國著名的航空航天及建筑工業(yè)系統(tǒng)產品和服務供應商,UTC將為天加提供世界最先進的大型冷水機組技術,并建立OEM合作關系。雙方還將共同挖掘相關科技應用領域的合作,包括低溫發(fā)電技術等。
顯然,這與2014年坊間的傳聞并不完全吻合。早些時候,業(yè)內曾傳出天加將被國際空調巨頭收購的消息,如今謠言早已不攻自破。不過從產品端來看,天加在末端產品領域的強勢多少略顯單一,而且末端領域的競爭強度不亞于主機產品。在大型冷水機組、低溫發(fā)電技術等領域加強與國際巨頭的合作,無疑是天加豐富產品線、布局市場的重要基礎。最終,通過與國際頂尖公司的聯(lián)合,天加勢必會在冷水機組方面有重點突破,比如說離心機組,產品線的橫向多元化發(fā)展將也會大大提升天加在市場上的綜合競爭力。
五年質量精進
如果一家大企業(yè)沒有5年、10年的長遠眼光,沒有沉心靜氣、踏實苦干的韌勁,沒有完整系統(tǒng)地產品線為支撐,那么,這家企業(yè)終究只能是市場中的匆匆過客,連雪鴻泥爪都不會留下。
2011年,天加正式啟動質量精進計劃。
長期以來,國內中央空調產品品質實在不敢恭維,其中不乏國內一些著名的空調制造企業(yè)生產的產品。隨著市場的不斷成熟開化,大型民族中央空調企業(yè)迅速崛起,在核心技術的研發(fā)、車間的流程化管理、產品品質的檢測等多個方面突飛猛進。其實放眼國內企業(yè),能夠真正地將研發(fā)、管理、品質等指標提升到優(yōu)秀標準,也只有那么幾家而已,大多數的企業(yè)仍然處于一種粗放式的發(fā)展模式。
誠然,傳統(tǒng)家電品牌的強勢在于全面的全能,在于恐怖的渠道統(tǒng)治力,在于產品線的齊備,天加則在特定的領域有著不容置疑的王者地位,比如末端產品,比如在醫(yī)療凈化領域。天加已憑借一己之力,奪得與它們分庭抗禮的優(yōu)待。
不過現階段,天加仍然在努力革新。任何一個企業(yè)革新都要經歷一段陣痛,技術的革新、生產設備的換代、人才的儲備等諸多方面能否跟得上革新的需求。在質量精進計劃的大背景下,天加TIMS變頻多聯(lián)機研發(fā)之路開啟。變頻多聯(lián)機,誰都可以做?但未必都做得好,天加用實踐宣告行業(yè)。經過四年多時間的苦心研發(fā),TIMS多聯(lián)機正式下線。
在巨大的利益驅動之下,仍然能夠堅守產品質量的底線,并不是所有的企業(yè)都能夠在實際行動上做得到。情況往往總是這樣的:某款產品在國外按照全流程標準化生產,一旦到了國內則是能省則省,能減則減,經過中國特色之后,結果自然就成了“四不像”。
然而,天加在日本技術團隊的帶領之下,定然以嚴謹敦實的態(tài)度對待每一項新技術、新產品的研發(fā),把技術歸還技術,把產品歸還產品,把市場歸還市場。5年精進計劃,任何時候對于產品的品質都不能夠松懈,尤其在互聯(lián)網時代的沖擊之下,作為傳統(tǒng)工業(yè)產品的中央空調在未來某一時間點,未必不會成為像蘋果那樣最終以產品的個性化體驗為主力賣點。
國產品牌四大家
據《中央空調市場》2014年數據顯示,2014年中國中央空調市場實現總體銷量690億元,相比2013年的銷量增長幅度約為8.5%,低于2013年的14.6%的增速。國內外經濟環(huán)境的變化、政府反腐力度的加大、房地產市場的跌宕起伏等眾多因素直接或間接影響著中國中央空調市場的后續(xù)發(fā)展。
顯然的是,進入2015年以來,中國中央空調市場業(yè)已進入同經濟發(fā)展一般的新常態(tài),而新的市場格局也在簇生著品牌不斷向前。國產品牌在近幾年市場上的迅猛發(fā)力,也在無形中形成一種“四大天王”的格局——格力、美的、海爾、天加,并且其成長之快和迅猛令傳統(tǒng)強勢的歐美系和日系品牌已然感覺到搖晃不定的市場地位。
天加空調自成立以來,一步一步踏實前行,從2004年的4億多元到2014年的22億元,經歷多年的風雨磨練,天加空調已經從一顆小樹苗成長為一株參天大樹。十年樹木百年樹人,任何一家企業(yè)必須以技術創(chuàng)新為支撐,才能在百變的市場經濟環(huán)境中站穩(wěn)腳跟。
時至今日,天加空調憑借其強大的市場知名度和專業(yè)的系統(tǒng)解決方案,受到甲方客戶的一致認可。如今項目遍布國內外,如各類市政建筑、會展中心、火車站等大中型公共建筑以及寫字樓、酒店、高級別墅等城市建筑、醫(yī)療潔凈室等潔凈技術要求極高的專業(yè)場地。
不僅如此,近兩年間,天加長謀遠慮將變頻多聯(lián)機、離心機、低溫發(fā)電機組等產品納入麾下,這也是一家大型企業(yè)應有的戰(zhàn)略規(guī)劃。2015年,是天加中央空調開啟全球化布局的新的一年,閃耀莫斯科制冷展、日本研究所開幕、與聯(lián)合技術公司(UTC)全球戰(zhàn)略合作意向,使得天加邁出了更加堅實穩(wěn)健的步伐。
目前,天加在中國空氣處理機組中國市場占有率第一,微電子行業(yè)、醫(yī)院手術室、生物制藥等專業(yè)領域中國市場占有率第一,成為中國地鐵最大的中央空調供應商等等,這些足以體現天加在潔凈技術專業(yè)領域的不俗成就。
南京工廠
1999年建立,2011年遷至新廠區(qū),占地面積17萬m2,建筑面積9萬m2。南京天加空調設備有限公司正式生產組合式空氣處理機組、螺桿式機組、新風機組、風冷冷熱水機組等。
天津工廠
2002年,在天津設立了第二個空調生產基地——天津天加空調設備有限公司,主要生產組合式空氣處理機組、新風機組、熱回收機組等。工廠建筑面積7 500 m2,2002年正式投產。
廣州工廠
2010年,在廣州設立了第三個生產基地——廣州天加空調設備有限公司,主要生產組合式空氣處理機組、新風機組、熱回收機組、水冷柜機、直膨凈化機組等。工廠建筑面積7 000 m2,2010年正式投產。
馬來西亞工廠
2007年,天加大力拓展海外市場,成立天加福美克公司,并在馬來西亞設置工廠,主要生產組合式空氣處理機組和風機盤管等機組。工廠建筑面積5 000 m2,2008年正式投產。
離心降膜式冷水機組
采用降膜式蒸發(fā)器,設置經濟器2級壓縮,引射泵回油系統(tǒng);
達到1級能效的同時,保證系統(tǒng)的穩(wěn)定;
內置油冷卻器、PID控制功能、多重防喘振功能;
擁有智能的控制和完善的保護功能。
組合式空氣處理機組
組合式空氣處理機組可根據客戶要求提供多種功能段組合,廣泛應用于個各種場合;
專利結構,漏風率低,模塊化設計,內部平整,適用于凈化場合;
專業(yè)選型軟件,牢固的結構設計,杜絕冷橋和生銹;
底座自帶調整水平裝置,保證箱體無縫拼接。
TIMS多聯(lián)機系列
壓縮機噴氣增焓技術,大幅度提升低溫環(huán)境下的制熱能力;
TCC除霜技術,制熱除霜可同時;
低溫強熱高能效機組,-15 ℃制熱無衰減;
模塊間輪換后備運轉,機組壽命更長;
獨立控制、集中控制及遠程網絡控制等多種控制方式,智能又方便。
風冷管道式空調機組
五大系列,具有近多種型號規(guī)格,品種齊全;
電子膨脹閥節(jié)流,控制邏輯全新優(yōu)化,運行更可靠;
專業(yè)化工業(yè)設計,外形美觀大方;運行寧靜,安裝靈活方便,營造健康舒適的環(huán)境。
“天韻”系列風冷螺桿式冷(熱)水機組
最多可8臺機組聯(lián)控,國際名牌高效壓縮機、倒M型開窗型風側換熱器、并聯(lián)式四通換向閥;
國際品牌內螺紋水側換熱器為天韻系列定位于高端品質;
獨特的外置油冷卻技術、雙過熱度控制;
智能化除霜等為天韻系列機組錦上添花。
熱回收型空氣處理機組
熱回收型空氣處理機組是在天加專利迷宮式結構的基礎上,結合多種高效能量回收器,專為需要新風的場所量身設計的系列節(jié)能產品;
其中有熱回收新風機組系列、轉輪式熱回收系列、板式熱回收系列和中間熱媒熱回收系列;
可廣泛應用于需要新風的各種場所。
醫(yī)用空調機組
針對醫(yī)院潔凈手術室這種特殊環(huán)境要求的場所;
本機組在設計上采取了全面的措施對細菌進行控制,消除細菌繁殖的可能性;
完全符合手術室潔凈度、環(huán)境控制的要求。
屋頂式風冷空調機組
整體式設計,無需連接銅管,不占用有效空間;
采用高效渦旋壓縮機,運行平穩(wěn)、寧靜;
工業(yè)化設計、美觀大方。
中國綠色裝飾材料產業(yè)園
選用天加“天韻”風冷螺桿式冷(熱)水機組12臺,400多臺風盤和16臺新風機組。
上海市軌道交通11號線北段
新建地下車站全部采用天加組合式空氣處理機組,總風量達到2 060 000m3/h。
.jpg從設計前的技術溝通到供貨后的安裝調試、產品維護,天加均提供全五星的優(yōu)質服務。
武漢琴臺大劇院
項目共采用空氣處理機組55臺、風機盤管557臺、熱回收型新風機組2臺、除濕機12臺、恒溫恒濕機組1臺。
煙臺新時代健康產業(yè)園
項目選用產品包括組空式空氣處理機組、風機盤管以及吊柜等。
常州國際醫(yī)療器械城
項目A1館、A2館選用天加空調空氣處理機組92臺,風機盤管約200臺。
重慶朝天門國際商貿城
項目選用天加空氣處理機組TAD系列以及卡式風機盤管TKM系列。
浙江商會大廈
項目采用天加空調的風機盤管、組合式轉輪熱回收機組等產品3 000多臺。
南京朗詩保利麓院
項目選用天加熱回收機組,天加為朗詩打造綠色節(jié)能建筑,是天加中央空調進入高端優(yōu)質的房地產住宅項目的一個標志。
長春長生生物科技股份有限公司
項目選用天加水冷螺桿冷水機組和組合式空氣處理機組。
泰凌醫(yī)藥(江蘇)有限公司
項目選用天加組合式空氣處理機組。
外高橋喜來登酒店
項目選用天加2 500臺風機盤管。
IHC健康城一期、二期
項目選用天加滿液式水冷螺桿冷水機組、環(huán)保型風冷冷熱水機組、吊頂式空氣處理機組等。
宜興熱電項目
項目選用天加組合式空氣處理機組。
蘇州工業(yè)園區(qū)鄰里中心發(fā)展有限公司
項目選用多臺組合式空調機組、吊頂空氣處理機組以及風機盤管。
關鍵詞:視頻監(jiān)控;傳感器;DsP;FPGA
對于每個人而言,平安是幸福生活最基本的要素之一,而如何保障平安生活,無疑需要時刻有一雙慧眼的保護。無論是生活安全的監(jiān)控、突發(fā)事件的預警、交通違章情況和流量監(jiān)控還是重點場所的安全保障,甚至山林火險監(jiān)控、邊界和領海各種情況的監(jiān)控等,都需要先進的智能數字視頻監(jiān)控系統(tǒng)做保障。
具體到中國,人口眾多地域遼闊的特點僅僅依靠人力很難滿足保障國土安全、人民安居樂業(yè)的需求。因此,無論近年來全球經濟如何動蕩,中國的公共安防市場卻總是保持旺盛增長的勢頭。
“平安中國”計劃的推廣,特別是隨著2008年北京成功舉辦奧運會過程中,國產的監(jiān)控產品廣泛被采用,表現不凡,進一步引發(fā)了國內數字化視頻監(jiān)控產業(yè)的發(fā)展。
數字視頻監(jiān)控系統(tǒng)是以數字視頻處理技術為核心,綜合利用光電傳感器、計算機網絡、自動控制和人工智能等技術的一種新型監(jiān)控系統(tǒng)。數字視頻監(jiān)控系統(tǒng)除了具有傳統(tǒng)閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)的所有功能外,還具有遠程視頻傳輸與回放、自動異常檢測與報警、結構化的視頻數據存儲等功能。與數字視頻監(jiān)控系統(tǒng)相關的主要技術有視頻數據壓縮,視頻的分析與理解,視頻流的傳輸與回放和視頻數據的存儲。
技術發(fā)展趨勢
TI DSP業(yè)務發(fā)展經理鄭曉龍認為,數字視頻監(jiān)控的核心技術主要有四種,即視頻壓縮、影像處理、視頻顯示和視頻分析,如圖1所示?;仡檾底忠曨l監(jiān)控的發(fā)展歷程,數字音視壓縮技術的發(fā)展導致了壓縮標準的制定,數字音視壓縮技術包含視頻編碼和解碼。在視頻監(jiān)控應用中已由MPEG4過渡到H.264而成為主流,而SVC作為一個效率更多的標準也將接受市場的考驗。在各種寬帶和無線數字監(jiān)控系統(tǒng)中,既有多通道處理的需求,也有多格式、多碼率及多視頻流的支持。
富士通半導體(上海)有限公司市場部產品經理沈弘人則將監(jiān)控產品的技術及市場需求概況為五大發(fā)展趨勢。
網絡化
市場需求:消費型客戶的需求量較大,對高清需求不多,售價低,以公眾互聯(lián)網布線為主;而項目客戶則需求量較少,對高清需求較多,但售價高,且多半以內網/專網布線為主。
技術發(fā)展:向高清視頻(HD/Full HD)方向發(fā)展,可進行實時壓縮(H.264),并經由IP網絡實時傳送(Real-Time Streaming,一般網絡的傳送遞延時間最好不超過一秒。
智能化
市場需求:除傳統(tǒng)云臺控制攝像頭轉向/縮放功能外,智能影音分析(前端及后端)的應用需求將越來越多。
技術發(fā)展:智能影音分析軟件,如移動動物/人臉追蹤、危險物(靜態(tài)物體)監(jiān)測、火災監(jiān)測、門禁人員/車輛計數等。大部分智能影音分析都在后端實施,如中控系統(tǒng)(cMS),或是軟件離線分析,但也有一些智能影音分析功能逐漸開始內置在頭端(攝像頭)進行重要事件監(jiān)測及數據分析。
高清化
市場需求:目前市場需求的起始規(guī)格為720P 30,進階規(guī)格則為720P 60或1080P 30。而有些應用,如車牌辨識(LPR),甚至需要1080P 60或是更高的規(guī)格。
技術發(fā)展:為了滿足高清化需求,傳感器技術也逐漸走向高階CMOS(1.3M,2M,5M等),而CMOS在高動態(tài)(HDR)和低照度(10w lux)方面也已經趕上CCD的水平。另外,高階影像處理器(IsP)、高階編碼技術(H.264)及高分辨率鏡頭(HD Lens)也是重要的技術發(fā)展方向。
安全化
市場需求:數字視頻錄像(DVR)、網絡數字視頻錄像(NVR)、高容量硬盤(HDD)、磁盤陣列(DiskArray)的市場需求大增,也因而讓數據存儲更容易、更安全。
技術發(fā)展:擴充DVK/NVK到集中式網絡儲存技術(NAS)或是主從式儲存設備網絡技術(sAN)以及加強網絡防火墻(Fire Wall),讓數據儲存更安全,且具備容錯能力,災難備援,以及快速回復數據之能力。
分工化
市場需求:高端監(jiān)控市場的特性包括應用多元化、規(guī)格定制化和少量多樣化,且要求存儲時間長,因此對質量的要求比一般消費性產品高很多,所以每個組件都應具有最高規(guī)格和性能,這也使高端監(jiān)控的產業(yè)鏈必須達到專業(yè)分工。
技術發(fā)展:傳感器(ccD或CMOS)、高階影像處理器(Isp)、影像壓縮編解碼器(cODEC)、網絡傳輸(IP Video Streaming)和高清閉路電視(HD CCTV)等各自發(fā)展或部分整合。換句話說,沒有一顆單芯片(soc)能完全滿足高端監(jiān)控的需求,當然對于入門級的家用監(jiān)控系統(tǒng)則可能用一顆單芯片就可以完成。
萊迪斯半導體市場營銷副總裁Douglas Hunter則直言未來視頻監(jiān)控兩個最重要的趨勢是:百萬像素攝像機和高動態(tài)范圍(HDR)照相機。對于半導體制造商,這意味著需要向市場提供器件,提供更高的處理能力,以便處理由兆像素圖像傳感器和HDR處理需求結合所引起的大量數據的增加。Maxim業(yè)務總監(jiān),Jim Fox則認為,視頻監(jiān)控市場的整體增長率將保持在5%,10%左右。而IP攝像機這樣的具體產品增長率可以達到30%以上。最重要的技術發(fā)展趨勢除了高清和百萬像素攝像外,智能視頻分析和成像也非常蠶孽。
當然,趨勢總是由市場的需求所推動的。視頻監(jiān)控市場正要求更高的分辨率和更精準的圖像內容,包括場景內容和活動的“智能”識別(如車牌號碼識別,清點人數的能力,檢測侵入者)。可以用被稱為視頻分析(VA)的自動化軟件來處理越來越多的復雜視頻監(jiān)控。為了能夠有效、避免產生“誤報”,vA軟件需要較高的分辨率和HDR處理。這就是對攝像機制造商的要求,以高幀率來處理大量的數據。
攝像頭高滴,3D一個都不能少
高清技術將使數字視頻監(jiān)控系統(tǒng)徹底淘汰傳統(tǒng)模擬系統(tǒng),于是在CIF/D1分辨率的基礎之上,720p和1080p的呼聲很高,視頻壓縮技術在新的潮流下得到了進一步的提升。Aptina Imaging公司資深業(yè)務發(fā)展/市場經理Cliff Cheng認為,監(jiān)控攝像頭領域最普遍的發(fā)展趨勢是轉向分辨率為720P和1080P兩種格式的高清(HD)攝像頭,而所提供的接口選項的數量 增加了,包括千兆位以太網、閉路高清(HDCCTV)以及IP over Coaxial(電纜),這些都正逐漸成為HD視頻的首選接口。多媒體2D/3D圖像加速技術已開始引入,HDMI高清接口將成為必需,顯示加密技術也許不可或缺。
隨著CMOS視頻傳感器技術的成熟和推廣,數字一體化攝像機將融合更多的影像處理技術,其中包括自動曝光(AE)、自動白平衡(AWB)和自動聚焦fAF)技術將有可能被掌握。隨著繼承有視頻前端的單片系統(tǒng)(SoC)的推出,不僅支持上述的3A功能,還有可以支持3D噪聲濾波、人臉檢測、LDc鏡頭校正和WDR寬動態(tài)等功能。與CCD圖像傳感器相比,由于CMOS圖像傳感器具備同等甚至更好的成像性能、更低的成本、更高的集成度、更低的功耗以及更高的速度,因此在網絡攝像頭領域的應用也日益增多。高速HD視頻攝像頭轉向CMOS圖像傳感器的原因之一是CMOS器件固有低功耗的特性。功耗較低的CMOS圖像傳感器還結合了數項節(jié)能功能,如門控時鐘(gated clock)設計、可變幀率,以及低待機電流,這些功能均可通過CMOSZ藝技術來實現。
萊迪斯半導體的Douglas Hunter認為,視頻監(jiān)控需要圖像傳感器有更多的像素以得到更好的場景定義,更好的微光性能,并能夠為HDR功能提供足夠的數據。關于市場趨勢,圖像傳感器將繼續(xù)從CCD轉變到CMOS技術。更高的兆像素傳感器將變得司空見慣。為了增強微光性能,更大格式的傳感器可能更為常見。像那些萊迪思伙伴的傳感器制造商將對傳感器從提供并行接口轉向串行接口,以便每秒從圖像傳感器送出更多的像素數據。
一個新興的發(fā)展趨勢是加入寬動態(tài)范圍(Wide Dynamic Range,WDR)功能,借助wDR功能,視頻監(jiān)控攝像頭的放置就不再受到限制,幾乎可以放置在任何環(huán)境中,包括嚴苛的高對比度光照環(huán)境。Aptina用于監(jiān)控市場的最新HD和全HD圖像傳感器解決方案都加入了統(tǒng)計引擎、3D立體攝像頭支持、感興趣區(qū)域(region of interest)和WDRXJJ能,將更多的計算工作量從視頻分析引擎中卸載,讓攝像頭的算法可以提供更高的準確度和智能化水平更高的功能性。
媒體處理器百花齊放
回顧數字視頻監(jiān)控的發(fā)展歷程,數字音視壓縮技術的發(fā)展導致了壓縮標準的制定,于是在高速數字信號處理器(DsP)上得以實現和應用。DsP得天獨厚的高性能和低功耗的軟件可編程的特性使之成為嵌入式數字音視頻壓縮的理想處理平臺,而在高速通用DSP芯片上集成多個視頻接口以及豐富的接口,就成為數字媒體處理器。數字視頻監(jiān)控產品的推陳出新得益于核心處理平臺的升級換代,其中數字媒體處理器發(fā)揮了重要的作用。單片的通用DsP可以很好地宴現視頻數字壓縮或智能視頻數字分析處理工作,但還需要在接視頻接口和前端或后端處理設備,因此系統(tǒng)比較復雜。
TI推出的第一顆數字媒體SoC對于數字視頻監(jiān)控行業(yè)的影響極其深遠,從而開創(chuàng)了以創(chuàng)新大師達芬奇冠名一個系列媒體處理平臺。如圖2為數字視頻soc集成結構,其中包含有ARM和DsP核心系統(tǒng),還有視頻協(xié)處理器(VICP),以及視頻處理子系統(tǒng)(VPSs)。
隨著監(jiān)控行業(yè)對高清需求的增加、DsP一統(tǒng)天下的格局在變化。賽靈思公司亞太區(qū)市場及應用總監(jiān)張字清介紹,傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控由于對運算的要求不高,只需要DsP芯片即可。隨著智能分析和高清視頻監(jiān)控成為主流,FPGA的優(yōu)勢逐漸顯現。
智能分析的關鍵在于算法,需要大量的矩陣運算以及乘法器。通常有兩種方式來實現智能分析。一是、DSP+FPGA,FPGA作為協(xié)處理器,來彌補DSP在運算方面的不足。然而,雖然DSP在信號處理、監(jiān)控方面具有優(yōu)勢,但其通過執(zhí)行串行指令進行處理運算、智能分析,一個時鐘只能執(zhí)行一個指令。而FPGA是并行指令架構,可以在一個時鐘內執(zhí)行幾百個指令。以運算速度來看,即使DSP的運算達到1G以上,FPGA的速度700M,但顯然,FPGA的并行處理仍然要遠高于DSP的串行處理。同時,FPGA帶有硬件乘法器和DSP核,具有高度靈活的擴展性,目前很多高端視頻監(jiān)控設備已采用這一架構。二是,在DSP中嵌入硬核,用硬核做硬件加速器,但其彈性小,沒有擴展性,導致產品差異化低。
FPGA可以在復雜的像素處理方面替代DSP,如高性能視頻分析,各種圖像傳感器寬動態(tài)范圍壓縮,以及高精度圖像處理。對于高清視頻監(jiān)控來說,FPGA的作用更是不可小覷。高清監(jiān)控,數據流量非常大,需要更高的處理能力,并且還要提供自動曝光、高效的自動白平衡和高動態(tài)范圍等功能,傳統(tǒng)DSP已經難以應付,需要FPGA共同完成。
對FPGA在視頻監(jiān)控領域應用非??春玫倪€有萊迪斯半導體。DouglasHunter認為一個顯而易見的方法是從順序處理轉變?yōu)椴⑿刑幚?。例如,FPGA是并行處理器件,可以在每個時鐘周期比傳統(tǒng)DsP處理更多的數據。由于在每個時鐘周期能夠處理更多的數據,比如LatticeECp3系列FPCA可以使用較低的時鐘速度,因此消耗的功耗更少,而順序處理的器件需要更快的時鐘速度,因此消耗大量的功率。
視頻分析
視頻分析技術業(yè)已在數字視頻監(jiān)控領域逐步顯露鋒芒,從而使得監(jiān)控真正向智能化的視覺方向發(fā)展。視頻分析所包含的內容相當廣泛,其中有物體檢測統(tǒng)計、目標物體識別和監(jiān)控目標跟蹤,還可以設立警戒區(qū)進行檢測或行為分析。對于攝像機自身的智能化處理,已有視頻穩(wěn)定和鏡頭受襲告警實用技術。人臉識別技術目前已經開始實現市場化,并已有不少成功的應用,例如北京奧運會和上海世博會。
在談到數字視頻監(jiān)控新的增長點時,智能視頻分析一定是一個熱門話題。視頻分析從計算機后端分析到前端嵌入式分析,使得其應用范圍大大增加,目前已開始啟動市場化的進程。TI鄭小龍認為,在這過程中通用可編程的DSP扮演了極其重要的角色,從DM642到DM6437或DM6435,許多智能視頻分析廠商推出了出色的算法并進入實用?;诂F在的達芬奇的C64+核心,已可實現單片的智能視頻應用。未來DM8168的C674x將可提供更加強大的高級智能視頻分析性能。
在視頻監(jiān)控中的軟件算法可以用于兩個方面。首先是圖像處理引擎中執(zhí)行一套算法。第二個是幫助人們完成任務的VA軟件,如內容和事件的識別。在圖像信號處理(ISP)領域,萊迪思從 合作伙伴HelionGmbH那里得到了算法,它提供了業(yè)界最快的自動曝光,支持傳感器高達16兆像素的分辨率、ISP流水線的HDR(高動態(tài)范圍)可達192分貝。
MAXIM業(yè)務總監(jiān)Jim Fox介紹,該公司的Mobilygen專利技術大大降低了系統(tǒng)計算的復雜度,在保持低功耗的同時提供最高畫質。預先定義的配置和固件API允許開發(fā)人員設置比特率、幀速率等參數以及GOP結構、H.264工具等。MAXIM器件支持完整的高畫質H.264工具套件,包括8 x 8轉換、矩陣比例縮放、CABAC和任意分割尺寸的宏模塊自適應幀/場(MBAFF)。先進的固件算法提供圖像自適應幀/場(PAFF)編碼、加權預測、定制矩陣比例縮放和影視圖像反轉處理,以達到最佳圖像質量。視頻輸出處理器能夠組合實時圖像和/或存儲圖像,其圖像覆蓋功能可以創(chuàng)建單路輸出。該輸出可以放大或縮小,通過雙向端口發(fā)送到另外一個器件或輸出,以8位YUV 4:2:0格式或18位RGB格式驅動本地顯示器。
行業(yè)應用的特殊需求
雖然在所有的應用之中,數字視頻監(jiān)控的基本圖像處理相似,不過某些應用確有具體的特殊需求。例如,在工業(yè)應用中,高速度和高幀率是捕捉圖像細節(jié)的必備條件,需要傳感器具有全局快門,而不是滾動快門:在醫(yī)療市場中,出色的低光照性能和極低的功耗是必不可少的,要求非常低的延時和無損圖像壓縮:對于交通運輸攝像頭,需要增強的HDR性能和快速的自動曝光,需要使用帶有全局快門的捕捉速度極高的攝像頭,以便在夜間光線較暗時讀取車牌號碼,當有迎面而來的車輛前車燈時,他們也許突然變得明亮。因此需要對不同產業(yè)類別的應用根據FW做特殊的應用,以配合特殊產業(yè)與廠商的需求。例如工業(yè)應用要求高速視頻(120-240fps),但是對分辨率的需求并不是很高(QyGA-VGA),醫(yī)療應用則需要可拋式攝像頭,這些特殊功能都需要圖像感應器廠商與鏡頭廠商配合。
這些需求構成了對半導體制造商相同的基本挑戰(zhàn):即提高了數據處理負載。萊迪思Douglas Hunter坦言,半導體制造商必須提供低成本、低功耗并行處理器件,如各種配置的FPGA,針對大的和小的應用提供處理邏輯。他們還必須提供IP,支持不同種類的圖像傳感器,以及提供低延遲和HDR處理的ISP流水線。
對于交通行業(yè)而言,需求又有所不同。如何利用車載攝像機降低交通事故數,減少人員傷亡,控制直接財產損失,是中國汽車電子行業(yè)不容無視的重大研究課題和商機,本文通過概要介紹若干系統(tǒng),為中國汽車電子行業(yè)拋磚引玉。值得一提的是,開發(fā)針對汽車安全的車載攝像機系統(tǒng)需要汽車電子與汽車生產廠家開展密切合作,從攝像頭、視頻數據采集、視頻傳輸、實時監(jiān)視和播放平臺等多個方面進行研究,才有利于車廠最終使其產品化。
特別的,車載攝像頭需要的高速總線,MOST(面向媒體的系統(tǒng)傳輸總線)技術目前已經被sO多種車型采用它由MOsT組織來主持標準化與規(guī)格化工作。截至目前,已經有l(wèi)s家國際性汽車廠商和70余家主要零配件生產廠商加盟該組織。
目前已經實現產品化的MOST技術有MOST25、MOSTS0,第3代MOST 1SOMbps技術~150MOST正在開發(fā)中。150Mbps可以達到與MOST25塑料光纖同等的傳輸速度,不用增加物理層成本就可以提高通信速度。采用MOSTls0后,視頻傳輸變得更容易,不僅可以用在休閑娛樂方面,還可以用在車載攝像頭等行車系統(tǒng)上。
不過在CES 2011JL,我們看到這一切驟然改變:NVIDIA與ARM的聯(lián)姻,成為CES2011上的重磅炸彈,NVIDIA已默默開發(fā)ARM架構的桌面服務器處理器,打造自己的計算平臺。籍此消息,僅2011年1月13號單日,NVIDIA的股價就飆升了15%。NVIDIA突然從腹背受敵變成未來霸主,這戲劇化的一幕,到底意味著什么呢?
歷史教訓:巨頭們是如何倒下的?
我們拋開NVIDIA和ARM不言,先來看看歷史的教訓――那些昔日風光一時的巨頭們是如何倒下的。很多人的直覺都會認為,巨頭們倒下,大多是管理不善、被競爭對手斬于馬下。但縱觀歷史,我們會發(fā)現事實恰恰相反。巨頭們的滅亡,反而是因為他們成功地消滅了競爭對手,導致產業(yè)生態(tài)寸草不生所致;而此時,那些被消滅的“雜草們”又聯(lián)合創(chuàng)建了新的產業(yè)來代替它。最終巨頭們悲劇地發(fā)現,它們死于自身之手。
在上個世紀70年代,IBM和DEC壟斷了大型機市場。當時的DEC風云一時,IBM的一位管理者曾經說過:“沒有DEC存在的時代將會是個寂寞的時代?!钡獻BM、DEC兩強主宰計算機市場的格局并沒有一直持續(xù)下去,PC的出現一度被這兩家巨頭視作無關緊要,但PC隨后的崛起卻令大型機市場不斷沒落,DEC最終被比自己弱小的康柏收購。IBM也因此陷入多年的困境,直到郭士納時代才成功轉型,以軟件和高端咨詢業(yè)務為重。到今天我們可以看到,傳統(tǒng)意義的大型機舞臺只剩下IBM Power架構,SPARC、安騰的份額無足輕重,而它們在整個計算機家族中所占的比例幾乎不值一提。
第二個同樣因此失敗的巨頭就是音頻領域的創(chuàng)新。創(chuàng)新與傲銳在上個世紀末棋逢對手,它們?yōu)镻C賦予了美妙的音頻,兩家公司也在激烈地競爭。最終,創(chuàng)新好不容易消滅來老對手傲銳,―人獨霸整個PC音頻市場――但這個時候,創(chuàng)新卻發(fā)現一件糟糕的事情:音頻效果相對拙劣的整合聲卡大面積普及,用戶不再需要獨立聲卡,這最終要了創(chuàng)新的老命……多年以后的今天,我們發(fā)現創(chuàng)新雖然還存在,但它只是一家販賣聲卡、音箱和耳機產品的二流廠商。
微軟的帝國是第三個失敗的代表。在過去的很多年里它們都沒有競爭對手,Linux、Mac、Solaris對微軟的競爭此起彼伏,IBM和SUN的聯(lián)手也未撼動微軟分毫。直到今天,微軟依然還是軟件王國的巨無霸,但它突然發(fā)現,一家之前沒有推出操作系統(tǒng)、辦公軟件的企業(yè)卻成為它致命的威脅,這就是Google。微軟控制了PC,而Google控制了互聯(lián)網的主要版圖,現在它反過來對微軟造成威脅。不幸的是,和十年前相比,微軟的盈利模式并沒有絲毫改進,販賣軟件的行當現在看起來岌岌可危,因為用戶有大把大把的免費軟件可選擇,而即將到來的云計算時代,Windows操作系統(tǒng)和Office軟件也都有被邊緣化的危險。
Google在搜索引擎領域完全沒有對手,事實上它成功地壟斷了這個領域,雅虎、百度這樣的競爭對手無法對它造成任何威脅……然而,Google的好運氣同樣無法繼續(xù),現在它遭遇了Facebook;Facebook從來都不是一家搜索引擎廠商,它只是一個哈佛學生創(chuàng)辦的社交網站,同Google的搜索引擎業(yè)務看起來毫不關聯(lián),但現在Facebook攜帶巨大人氣和開放生態(tài)系統(tǒng),隨時都可能正面沖擊Google的搜索廣告業(yè)。
諾基亞是另一個失敗的巨頭,在過去的十年間,諾基亞是手機市場的統(tǒng)治者,摩托羅拉、三星這些競爭對手也只能緊緊跟隨,諾基亞旗下的手機產品有上百款之多,它穩(wěn)穩(wěn)地占據傳統(tǒng)意義上的手機市場,競爭對手完全無力對它構成挑戰(zhàn)。然而,此前從未開發(fā)過手機的蘋果公司給它帶來致命威脅,蘋果僅憑借iPhone系列一款手機,就在幾年內擊敗了諾基亞,穩(wěn)穩(wěn)占據高端市場。這也最終導致諾基亞Symbian陣營的解體,最終諾基亞從手機市場的領導者變成追隨者,現在都仍深陷泥潭,看到iPhone和Android的風靡無力反擊。
縱觀這些歷史和現實,便會發(fā)現一個事實:當企業(yè)在自身領域做到極致,消滅掉一切競爭對手的時候,往往難逃盛極而衰的命運。一個市場如果寸草不生、缺乏活力,那就意味著有新的市場來代替它,即便你壟斷了舊有市場也沒有意義。
現在,x86體系將遇到同樣事情,Intel和AMD默契地準備除掉NVIDIA這個威脅,共同壟斷x86市場,但它們還沒能坐下來分享盛宴,卻突然發(fā)現巨大的麻煩開始出現在身邊。
高能效+廣泛授權:ARM悄然攻陷移動終端
x86體系完全壟斷了PC市場,它甚至也壟斷了服務器市場。這并不是因為x86的技術如何優(yōu)秀,恰恰相反,x86是一種沒有優(yōu)化過的指令系統(tǒng),它的執(zhí)行效率明顯遜色于RISC。RISC陣營的代表者包括IBM Power/PowerPC、MIPS、Oracle/SUN與富士通的SPARC,還有就是ARM。當蘋果轉向x86的時候,PowerPC就被宣告死亡,SPARC行將就木,連SUN都干脆被Oracle收購,MIPS僅停留在工業(yè)SoC領域,而ARM則從未進入過主流計算機市場,它過去只是活躍在掌上電腦、移動電話這樣看起來無關緊要的設備上。
現在,從MID、上網本、筆記本電腦到桌面PC、企業(yè)服務器甚至超級計算機系統(tǒng),x86完全一統(tǒng)天下,沒有任何敵手。Intel和AMD共同壟斷了這個市場,二者都將注意力緊緊地放在對方身上,雙方從設計思想、發(fā)展方向、芯片微架構到半導體工藝,都進行著針鋒相對的競爭,任何一方提出的新穎創(chuàng)意,很快就會被對方所吸收。而在這兩大巨頭的夾縫下,業(yè)務單一的NVIDIA艱難生存,但這個市場的空間已經變得越來越窄,因為Intel和AMD都同時擁有CPU和GPU技術。
當x86高歌猛進的同時,RISC體系的ARM卻以另一種方式悄然崛起。ARM是一家位于英國的半導體企業(yè),它是ARM指令系統(tǒng)的創(chuàng)立者,自身并不生產CPU,而是完成ARM CPU的芯片設計,然后將知識產權授權給其他廠商,其他廠商根據需要進行修改后再生產。ARM處理器具有非常高的能效,準確地說是目前能效最高的CPU,x86世界中能效最高的Atom處理器,在它面前也毫無還手的能力,其原因就在于
ARM在指令架構上具有不對稱的優(yōu)勢,x86芯片無論如何完美,都難以在芯片效率上同RISC產品較量。
正是憑借能效比的優(yōu)勢,ARM是掌上電腦、手機這類掌上電子產品的最佳選擇,在過去的十余年間,ARM幾乎悄無聲息占領了這一市場,而對此Intel和AMD幾乎不以為然――Intel曾經擁有自己的ARM芯片業(yè)務,但它認為這個業(yè)務無足輕重,最后將其出售給了Mavell公司;AMD則曾經擁有MIPS架構的Alchemy嵌入處理器和嵌入圖形業(yè)務,可這些業(yè)務在2008年賣給了高通。Intel和AMD都不約而同地相信,x86才是計算工業(yè)的未來,它擁有最廣泛的軟件支持和最多的用戶基礎,在嵌入市場擊敗ARM、MIPS這樣的貨色只是時間問題。
然而,智能手機的快速崛起葬送了x86體系跟隨者們的美好愿望。當SmartPhone(智能手機)出現在市場上的時候,還沒有多少人喜歡它,消費者們都認為手機可以通話就足夠了'單獨的掌上電腦更適合用于管理個人數據。而實際上,第一代智能手機也的確十分糟糕,用途單一,電池續(xù)航力很短,價格也不低。無論是微軟的Pocket PC、Smartphone系統(tǒng),還是諾基亞的Symbian平臺,都大同小異,始終沒有讓智能手機為普通消費者所接受。直到蘋果推出iPhone之后,情況才發(fā)生哨然的變化――iPhone的熱銷讓人們迅速對智能手機產生興趣,黑莓的流行也帶動了這股風潮,Google以Android系統(tǒng)加入戰(zhàn)局更是推波助瀾。手機業(yè)從此天翻地覆:老牌巨頭諾基亞無法跟上節(jié)節(jié)敗退,多年歷史的Symbian系統(tǒng)毀于一旦;瀕臨倒閉的摩托羅拉則攀上Android快車重整旗鼓,原本作為老三的三星也中斷了大好的發(fā)展勢頭,反而是之前名不見經傳的HTC超速崛起,短短兩年就從小角色變成一線廠商。通訊業(yè)在不經意問就直接跨入智能手機時代。
此時,智能手機已經演變?yōu)橐徊空粕嫌嬎銠C:擁有CPU、內存、閃存,擁有操作系統(tǒng),可以安裝軟件,可以運行3D游戲,智能手機的計算性能變得至關重要,半導體工藝的提升,頻率從500MHz到1GHz的門檻短短半年就被跨越,1,5GHz高頻和多核處理器也已現身,它們將成為2011年度智能手機市場的新熱點。而伴隨著智能手機市場的高速增長,耕耘于這一領域的ARM成為大贏家,幾乎所有智能手機都是采用ARM架構的嵌入處理器。
進入2011年后,類似iPad的便攜平板設備無疑是消費電子中的新寵,這是一個即將爆發(fā)的市場,ARM同樣將成為最大的贏家,Intel的Atom固然是能效比最高的x86處理器,但在這類便攜設備中,高功耗的x86委實是一個糟糕的選擇,ARM將會順利地壟斷這個市場。
現在,計算機工業(yè)形成涇渭分明的格局:x86占據體積較大的筆記本電腦、桌面PC和服務器,ARM則占據體積較小的智能手機、MID、平板電腦市場,后一個市場正處于高速發(fā)展區(qū)間。人們普遍認為,伴隨著云計算時代的到來,便攜終端將取代PC成為主角,這意味著ARM現在占據了通往下一個計算時代的大門。即便沒有任何外在推力,雙方爆發(fā)戰(zhàn)爭也只是時間問題而已。
ARM架構為何具有效率優(yōu)勢?
ARM為何能夠占據掌上設備市場?原因就在于ARM是能效比最高的指令架構。我們知道,CPU的操作行為是由指令系統(tǒng)來定義的,指令系統(tǒng)是指計算機最底層的機器指令集、CPU能夠直接識別。指令系統(tǒng)定義了CPU的工作方式,計算機史上共有十余種指令系統(tǒng),但它們都可以分屬為CISC(ComplexInstructionSetComputer,復雜指令計算機)和RISC(reducedinstruction set computer,精簡指令集計算機)兩大陣營。
1 CISC與RISC有哪些不同?
CISC是上世紀50年代后出現的第一代指令架構。我們知道,早期的計算機部件比較昂貴,CPU的主頻低,運算速度慢。為了提高運算速度,計算科學家逐漸將越來越多的指令加入到已有的指令系統(tǒng)中,以提高計算機的處理效率。這些功能復雜的指令,原本是由軟件來實現的,現在直接固化到硬件的指令系統(tǒng)后,可以顯著提高計算機的執(zhí)行速度。所以從計算機誕生后直到上世紀80年代,計算工業(yè)都基于這種CISC體系。Intel后來為PC所設計的x86指令,也是一種CISC指令系統(tǒng)。
不斷增加新指令對于提升性能是有助益的,但隨著時間推移,CPU的指令變得越來越龐大,給硬件造成的負擔也越來越大,對整體性能反而造成拖累。1975年,IBM位于紐約Yorktown的JhomasI.Wason研究中心的科學家們開始研究指令系統(tǒng)的合理性問題,因為它們當時已經察覺到CISC的弊端所在。而在1979年,以帕特遜教授為首的一批科學家也開始在美國加州大學伯克萊分校開展這一研究,雙方的研究結果都表明,CISC存在許多先天性的缺陷:在CISC計算機中,各種指令的使用率相差懸殊,一個典型程序運算時使用的80%指令,只占整個指令系統(tǒng)的20%。換言之,就是CISC的所有指令中,只有20%是處于常用狀態(tài),80%的指令都是不常用的,但這些指令卻占據著80%的硬件資源。這說明CISC存在硬件資源的浪費問題,它的運行效率較低,而且不論如何優(yōu)化,其硬件效率不高的弊病都難以解決。
有鑒于此,帕特遜等人提出了精簡指令的設想,即指令系統(tǒng)只包含那些使用頻率很高的少量指令,同時提供一些必要的指令以支持操作系統(tǒng)和高級語言――按照這種原則發(fā)展而成的計算機被稱為精簡指令集計算機(ReducedInstruction Set Computerl結構,簡稱RISC。RISC非常精簡,指令系統(tǒng)所占據的硬件資源更低,開發(fā)者可以輕易實現更高的主頻和更強大的并行計算能力,從而制造出性能更高的處理器。RISC思想提出之后迅速為計算科學界所接納,IBM率先推出了Power指令系統(tǒng),并制造出高性能處理器,它的性能遠遠超過同時代的x86芯片。在這之后,無論DEC的ALPHA、SUN的SPARC還是MIPS和ARM,也無一例外都隸屬于RISC體系。
鑒于RISC的性能優(yōu)勢,當時的服務器、工作站和超級計算機,無一例外都是RISC的天下,x86因先天不足,無法提供可與RISC芯片相抗衡的性能,只能停留在PC領域。不過雖然RISC在技術上具有絕對優(yōu)勢,它在市場推廣方面卻節(jié)節(jié)敗退,原因在于x86更加開放,加上平價的PC大流行,帶動了一個龐大的產業(yè);相比之下,RISC體系大多非常封閉,無論IBM、SUN還是MIPS,都無一例外,最終也導致市場不斷萎縮。不過,秉承開放大旗的ARM公司卻獲得了成功,它也成為今天RISC陣營反擊CISC陣營的號手。
2 ARM“發(fā)家史”
1978年12月5日,物理學家赫爾曼?豪澤(Hermann Hanser)和工程師克里斯?柯里(Chris Curry)在英國劍橋創(chuàng)辦了一家名為“CPU”(Cambridge Processing Unit)的公司,業(yè)務方向是成為一家計算機供應商。次年,這家公司更名為Acorn計算機公司,開始了自己的業(yè)務。
Acorn一開始打算用摩托羅拉的16位處理器,但他們發(fā)現這種芯片過于昂貴,性能也不理想;于是他們向Intel索要80286的設計資料,這種唐突的行為當然被Intel拒絕了。一怒之下,Acorn決定自行設計處理器。1985年,Acorn他們的第一代RISC處理器,該芯片采用32位設計,頻率為6MHz,它被稱為“ARM(Acorn RISCMachine)”,這也是ARM這一名稱的由來,而這枚芯片的設計者是羅杰。威爾遜(Roger Wilson)和史蒂夫?費伯(Steve Furber)。
Acorn在后來的幾年里都沒有什么大發(fā)展。直到1990年,蘋果公司、芯片廠商VLSI與Acorn三方合作,將Acorn改組為ARM計算機公司。當時蘋果公司在尋求一款可以代替摩托羅拉68K CISC處理器的RISC芯片,VLSI則打算設計出一塊精簡高效的RISC處理器用于集成系統(tǒng)中,Acron自身也準備為它們的新一代Archimedus電腦開發(fā)更強悍的處理器。頗富戲劇性的是,這三家企業(yè)最終都沒有實現自己的目標,蘋果當時非常沒落無暇他顧,VLSI也遇到了狀況,結果ARM成立不久就提前進入不景氣,失業(yè)陰霾壓在工程師們的心頭。在這種情況下,ARM根本沒有能力自行生產和銷售芯片,有鑒于此,ARM作出了一個意義深遠的決定:自身只從事芯片設計業(yè)務,然后將芯片的設計方案授權給其他公司,由其他公司進行二次開發(fā)和生產。ARM本身則不生產芯片成品。
這種廣泛授權的模式最終~'ARM遍地開花。摩托羅拉、意法半導體、德州儀器、高通、三星電子、Intel、AMD、NVIDIA、索尼、佳能等重量級企業(yè)都是ARM的客戶,而ARM的全球客戶數量多達幾千家,基TARM架構的CPU芯片廣泛應用于工業(yè)控制、路由器、數碼相機、智能手機、MP3、掌上電腦、數字電視等領域,在全球嵌入市場中占據高達90%的份額。而所有這些設備的總量,顯然要遠遠大于x86業(yè)界。憑借授權模式,ARM成功地創(chuàng)建了一套生機勃勃的CPU生態(tài)系統(tǒng)。
開放模式令ARM成功地壟斷了嵌入領域,但這些應用領域都相對專業(yè),軟硬件往往是一體化的,直到智能手機和平板時代的到來,情況才悄然發(fā)生改變,人們似乎突然發(fā)現,ARM其實可以朝向更高的領域進軍,這也賦T-ARM更廣闊的舞臺。
3 概覽ARM現行狀況
ARM之所以能占領嵌入市場,除了得益于開放授權的模式外,ARM自身所具有的高能效才是關鍵。作為RISC體系的佼佼者,ARM架構具有非常高的執(zhí)行效率,在提供同等性能的條件下,ARM處理器所消耗的能源僅有同時代x86處理器的零頭,所消耗的晶體管總量也是x86產品的幾分之一,個中原因就在于ARM的指令系統(tǒng)精簡而高效,不會像x86那樣不分優(yōu)先級都得占用同等的晶體管資源。
憑借這兩方面的優(yōu)勢,ARM架構的處理器被廣泛用在各類嵌入產品中,芯片尺寸都非常微小,發(fā)熱量也很低,可以毫不費力地集成在諸如數碼相機、智能手機這樣小尺寸的設備中。反觀x86業(yè)界,當前功耗最低的Atom Z系列也不可能用于手機上,因為空間占用、散熱、電池續(xù)航力都會成為問題。
在ARM的內核大家族中,ARM7、ARM9、ARMIO和ARMII四代微架構的影響力最大,為包括Intel、德州儀器(TI)、高通、摩托羅拉、Atmel在內的重量級半導體企業(yè)所采用。2010年初,ARM第一代雙核心架構處理器:Cortex A9,這款處理器核心具有八級流水線、支持指令四路發(fā)射,擁有出眾的執(zhí)行效率。不過,該架構最大的特點還是支持靈活的多核心設計,芯片制造商可以根據需要輕易拿出雙核、三核乃至四核心的產品,從而滿足諸如上網本之類需要較高運算性能的設備需要。Cortex A9的性能指標十分強悍,在1GH z頻率下,它的實際運行表現優(yōu)于1,6GHz的Atom平臺,芯片尺寸僅有其1/3,功耗水準僅有Atom平臺的1/6;如果在休眠狀態(tài)下,Cortex A9平臺的能耗水平干脆只有Atom平臺的1/50――顯然,這些數字相當驚人!Cortex A9架構最高可以達到2GHz的頻率,這足以讓它獲得超越新一代Atom平臺的性能,同時保持既有的低能耗、小尺寸優(yōu)勢。ARM希望Cortex A9能進入到更廣闊的空間,譬如MID、智能本(Smartbook)等領域。
基于Cortex A9內核的設備還未來得及上市,ARM又加速帶來了效能更高的繼任者:Cortex-A15。Cortex-A15在A9基礎上設計,它可以集成1~4個內核,工作主頻最高達到2,5GHz,且可以根據不同的應用靈活調配。比如智能手機和移動計算的1GHz~1.5GHz單/雙核心、數字家庭娛樂的1GHz-2GHz雙/四核心、家庭和Web服務器的1.5GHz~2.5GHz四/八核心乃至更大規(guī)模互聯(lián),顯然,Cortex-A15是ARM謀求更高端市場發(fā)起的沖擊,在同等功耗水平下,它可以帶來5倍的性能提升,這也意味著Cortex-A15將提供接近于主流級x86產品的性能。C0rtex-A15將面向32nm、28nm工藝時代,未來將會一直延伸到20nm。
由/:ARM并不直接推出處理器產品,它的桌面戰(zhàn)略只能依靠合作伙伴來完成,但ARM過去的傳統(tǒng)合作伙伴,包括高通、德州儀器、意法半導體、三星、Marvell等廠商都是面向嵌入市場,在桌面領域缺乏足夠的影響力,畢竟要進入桌面,光靠一款處理器是遠遠不夠的――芯片組、GPU和軟件的配合都至關重要。更何況ARM處理器都是針對嵌入應用設計,功耗指標固然優(yōu)秀,但絕對性能明顯不及主流x86平臺也是事實。假如ARM要進入桌面領域,就必須同時具備高性能架構、穩(wěn)健的芯片組平臺、高性能圖形以及操作系統(tǒng)支持。
夾縫求生:NVIDIA的困境與創(chuàng)造新大陸
當A RM在數年前謀劃進入桌面大計的時候,有一家公司比它更迫切,這就是NVIDIA。自AMD并購ATI之后,NVIDIA不僅失去了一個有力的盟友,也迎來了更強大的敵人:AMD現在同時具有高端CPU、芯片組和GPU資源,組建了屬于自己的封閉平臺。而作為老大的Intel早就抱有這種想法,它也雄心勃勃地開發(fā)Larrabee處理器,意圖通吃圖形和流計算市場。NVIDIA
已意識到這是生死存亡的時刻,要么轉型,謀求新的業(yè)務空間,要么也打造一套屬于自己的計算平臺。
事情的發(fā)展也不出人們所料,AMD并購ATI之后,也擁有了芯片組資源,NVIDIA的nForce系列無奈終結。而在Intel平臺,NVIDIA無法得到QPI總線授權,只有落伍的FSB前端總線還對NVIDIA開放,在Atom推出之后,NVIDIA推出ION離子平臺,也一度風光。但所有人都知道這無濟于事,2010年11月,黃仁勛公開表態(tài)不再研發(fā)制造三方芯片組,意味著將徹底退出芯片組市場。
麻煩不僅于此,作為NVIDIA根基的圖形業(yè)務也同樣地位難保:AMD在Fusion APU中融合了GPU模塊,Intel不僅快速效仿而且走在前面,所有的桌面、移動處理器都直接深度整合了GPU,可以滿足99%的用戶需要,剩下1%需要獨立顯卡的用戶,又有一大部分選擇TAMD平臺。NVIDIA圖形業(yè)務的衰落看來只是時間問題。
一家稱得上偉大的公司,魅力并不在于它擁有多大的規(guī)模,占有多高的市場份額,而在于百折不撓的勇氣和絕處逢生的能力――NVIDIA當之無愧。在并購事件發(fā)生之后,NVIDIA迅速祭出CUDA通用計算平臺,為GPU通用計算提供一整套的開發(fā)環(huán)境,包括軟件的CUDAC語言編譯器、Fortran語言編譯器、openCL API和SDK,硬件上則專門推出Tesla高并行處理器(基于GeForce GPU),開發(fā)者借助CUDA平臺,就能夠快速將原有在CPU上運行的程序移植到Tesla平臺上來,從而實現幾十倍乃至上百倍的性能增長。
僅僅幾年時間,CUDA就獲得高性能計算用戶的廣泛認可,CUDA被廣泛應用于流體動力、醫(yī)療救助工程、數字內容制作、電子設計自動化、生命科學、石油天然氣探測、醫(yī)療成像、游戲物理加速、光線追蹤、復雜信號處理、宇宙探索等廣泛的科學領域。NVIDIA最早提出了GPU通用計算的理念,并將它變成事實,然后從無到有創(chuàng)建出一個龐大的市場,并成為該領域的事實標準。在NVIDIA的努力下,GPU加速成為計算機界的共識,幾乎全部新一代超級計算機都采取此種做法:由傳統(tǒng)的CPU負責任務分配,GPU則負責實際的計算工作,這也意味著在高性能計算系統(tǒng)中,GPU的地位與CPU同等重要,而伴隨著程序支持的進一步完善,我們可以預見到GPU將取代CPU、成為高性能計算的主角。
NVIDIA另一個93,欽佩的領域在于,它果斷地與ARM合作,推出Tegra(圖睿)平臺轉戰(zhàn)嵌入市場。Tegra是一種系統(tǒng)級芯片,它同時整合TARMCPU內核、GeForce圖形內核、音效處理器以及所有的I/O功能,可以為掌上設備帶來不俗的3D體驗。Tegra定位于智能手機、MID和其他掌上設備,不過第一代Tegra沒有掀起多大的波瀾,它僅在微軟Zune HD等少數產品中獲得采用,反響平平。
不過,第二代的Tegra讓NVIDIA徹底打了個翻身仗,Tegra2采用臺積電40納米工藝制造,它集成了8個不同功用的處理器:包括兩個頻率達1GHz的ARMCortex A9核心、一個ARM7處理器、一個音頻處理器(Audio Processorl、一個圖像處理器(Image Processor)、一個高清影片解碼處理器(HD Vide0Decode Processor)、一個高清影片編碼處理器(HD Vide Encode Processor)以及一個圖形處理器(2D/3D Graphics ProceSSOrl。NVIDIA在2007年收購了PortalPlayer公司,也取得了高端音頻處理器技術。
Tegra2的實際表現相當強悍,它可以在低于0.4W的功耗下流暢地播放1080p影片,也可以勝任各種嵌入3D游戲,芯片本身還可支持200萬像素的攝像頭―一總之,Tegra 2是一款功能強大、性能卓越的系統(tǒng)級芯片。
Android與蘋果的戰(zhàn)爭讓智能手機市場熱火朝天,Android 23的到來也讓平板市場的戰(zhàn)爭即將打響,在CES 2011大展上,我們看到大量的Android智能手機和平臺設備,手機廠商和PC廠商都鉚足了勁準備在2011年大干一番,而Tegra2也就成為最大的受益者。得益于Tegra 2的強勁需求,NVIDIA向臺積電投下的訂單大幅猛增了60%之多,這其中有一大半產能都將用于Tegra2處理器,預計Tegra2處理器今年的出貨量有望超過1500萬顆。而除了智能手機和Android平板設備外,奧迪汽車已宣布在車載娛樂和導航系統(tǒng)中采用Tegra平臺,福斯汽車集團(Volkswagen AG)旗下的其他汽車品牌也將會選用相同的系統(tǒng),這些品牌包括保時捷(Porsche)、意大利的蘭博基尼(Lamborghini)、英國的賓特利(Bentlev)、西班牙的喜悅(Seat)、捷克的斯科達(Skoda)等等,這不僅將給NVIDIA帶來新的滾滾財源,而且也籍此進入了一個規(guī)模龐大的新市場。
Denver計劃:NVIDIA與ARM的高層次聯(lián)姻
當芯片組業(yè)務被終結,NVIDIA建立了Tegra平臺來代替它;當桌面圖形市場被萎縮,NVIDIA籍由CUDA平臺進入利潤更豐厚的領域。然而,故事才剛剛開始?,F在,NVIDIA想進入桌面領域,打造一套完整的計算平臺同Intel、AMD~E面對抗,這也是未來計算業(yè)界將發(fā)生的最精彩的一幕。
早在2006年,NVIDIA就收購了一家名為Stexar的公司。這家公司由當年英特爾Pentium 4 NetBurst微架構的主要開發(fā)人員所創(chuàng)立,此項收購讓NVIDIA獲得整個團隊的資深x86I程師。2008年,NVIDIA獲得全美達的L0ngRun、L0ngRun2動態(tài)節(jié)能技術的專利授權。當VIANano處理器的時候,NVIDIA與其一度關系曖昧,NVIDIA收購VIACPU業(yè)務的傳言塵囂日上。種種跡象都表明,NVIDIA在謀求x86處理器業(yè)務。當時業(yè)界分析家也認為,如果NVIDIA想在未來繼續(xù)生存,就必須及早掌握x86處理器資源。
黃仁勛在多個場合斷然否認了這個傳言,他表示Intel已經在這個領域做得足夠好了,NVIDIA不可能趕上;另一個致命的障礙在于,x86指令集是掌握在Intel手里的,NVIDIA不可能獲得授權(甚至AMD也是通過協(xié)議的方式從Intel手中取得授權)。既然如此,NVIDIA的未來看來除了退出桌面市場、轉戰(zhàn)其他領域外,沒有更好的前景。
不過,NVIDIA沒有走上這條道路,它采取一種極度激進的做法:與ARM進行秘密合作、設計基于ARM指令集的高性能處理器――這也就是在CES 2011上高調披露的“丹佛計劃(Proiect Denver)”。與Tegra
不同,Denver并沒有直接采用ARM所設計的CPU內核,而只是采用ARM的指令系統(tǒng)。CPU內核部分,由NVIDIA的處理器團隊獨立完成,包括微架構、緩存系統(tǒng)與內存接口,等等。簡而言之,Denver就好比是IBM Power架構的Power 7處理器。
Denver將完全面向桌面、服務器與高性能計算市場,與x86的定位完全重疊。我們無需擔憂Denver的性能,因為ARM作為RISC體系,在執(zhí)行效率上有著先天的優(yōu)勢。今天代表RISC陣營最商J生能水平的就是IBM Power 7處理器,在雙方都為最高頻率條件下,它的單核心效能要比Nehalem EX高出兩倍多,足見RISC指令架構的優(yōu)越l生。而在能效方面,ARM甚至比PowerPC更為優(yōu)越(至少在嵌入領域是如此)。理論上說,在消耗同等數量晶體管和能耗的條件下,Denver處理器可以在絕對性能上輕松超越一切x86對手。那么,現在的關鍵就在于,NVIDIA會將Denver設計成什么樣的規(guī)模?
我們顯然無需擔憂這個問題,NVIDIA在設計大尺寸芯片方面功底深厚,Denver的晶體管規(guī)模和功耗應該會與同時代的x86處理器相當,也就是移動版在15W-50WZ問,桌面和服務器版會在40W-150W之間,對于ARM處理器而言,這樣的能耗水平足以驅動相當可怕的性能。
除了包括性能能ARM內核,Denver還將集成新一代GPU核心。很顯然,我們相信Denver的圖形性能可以輕松超越Intel,也絕對不會遜于AMD,而CPU的絕對性能,幾乎有100%的幾率可以大幅度超過x86對手。
Denver計劃已經秘密進行了幾年,NVIDIA在本屆CES上的高調披露也意味著開發(fā)進入尾聲,也許不需要太長的時間,我們就能夠看到Denver處理器的真面目!而現在問題的關鍵是:Denver平臺如何獲得操作系統(tǒng)和應用軟件的支持?因為要進入桌面平臺,沒有Windows~乎是不可想象。
WindOWS 8支持ARM:Win-NV聯(lián)盟取代W-ntel聯(lián)盟
Denver的最大障礙其實也不再是問題,或許在幾年前NVIDIAYF始這個項目時,并未意料到微軟會對ARM提供支持,或許NVIDIA私下作了不少的工作―一總之事實就是,微軟下一代Windows 8將支持ARM,宣告ARM進入桌面市場將成為事實。
微軟作出這個決定顯然不是心血來潮,盡管是智能手機和平板電腦的提出者,但微軟卻沒有抓住智能手機與平板機市場爆發(fā)的機遇,它的Windows Mobile 6系統(tǒng)非常落伍,Windows Phone 7平臺則姍姍來遲,而且是匆忙之作,微軟干脆沒有一款針對平板機的操作系統(tǒng),眼睜睜地看著G00gle Android攻城掠地。由于這些領域都是ARM平臺的天下,為ARM開發(fā)新一代操作系統(tǒng)已經非常迫切。微軟現在認為,NVIDIA是它在ARM領域的可靠盟友,卓越的圖形能力讓其他對手很難與Tegra平臺長久抗衡,支持NVIDIA、建立新的同盟是微軟的明智選擇――正如當年的Wintel同盟一樣?;诠餐睦?,微軟Windows 8將會對ARM提供全面支持,這不僅包括智能手機、平板機系統(tǒng),也將包括桌面和服務器版本。到此為止,Denver計劃可以說成功大半,微軟將幫助NVIDIA解決軟件問題,而作為回報,NVIDIA將會幫助Windows重新奪回智能手機和平板市場。
盡管Intel對外界的回應就是Windows 8是個機遇,但Wintel聯(lián)盟解體的事實已經難以掩蓋――繼續(xù)與x86捆綁,就意味著市場被Google占領,最后讓Google成為云計算時代的霸主。而微軟也早已壟斷Tx86市場,Wintel聯(lián)盟的歷史任務終結。對微軟來說,建立Win-NV的聯(lián)盟將有助于把握下一個時代,畢竟它已經錯過了最佳機會,不得不奮起直追。
鑒于Win-NV聯(lián)盟的高度可能性,我們認為微軟下一代XbOX游戲機很有可能采用Denver平臺。
云計算:Denver獵殺x86的催化劑
在Denver計劃中,市場趨勢的轉變至關重要。而在Denver活躍的時代,也就是未來的幾年,云計算將進入大規(guī)模應用,并將會在十年內成為主流的形態(tài)。精簡的計算終端與強大的遠程服務器成為主角,復雜的全功能PC變得次要。很顯然,Tegra可以輕松地占據主要的終端設備市場,Denver自身則進入桌面和筆記本市場,而Denver與Tesla聯(lián)手構建高性能平臺進入服務器領域。如果NVIDIA同樣效仿對手,將自家的Tesla處理器與Denver進行捆綁的話,x86對手們會在服務器世界里有什么樣的下場?因為我們知道,NVIDIA是GPU通用計算領域的領導者,而GPU是新一代超級計算系統(tǒng)的核心。AMD雖然也擁有強大的GPU,但它提供的解決方案非常初級,以至于沒有多少用戶采用。一旦Denver平臺和操作系統(tǒng)成熟,NVIDIA完全可以采取捆綁策略,將x86對手們驅逐出服務器市場。
對于傳統(tǒng)的PC用戶來說,選擇傳統(tǒng)的x86還是Denver是一個問題:x86更成熟,但Intel平臺圖形性能注定較差,談不上對大型游戲的支持;而AMD平臺CPU較差,能耗也較高;由于筆記本電腦將作為主流的應用形態(tài),無線應用將高度普及,電池續(xù)航力會成為敏感的指標――Denver平臺籍ARM的鋒芒,幾乎注定可以在該指標上取得勝利。
Denver的成功還有許多額外的助力,比如所集成的GeForce GPU,注定會對各類型的硬件加速提供良好支持,比如網頁中的Flas是CPU資源大戶,GPU加速將徹底解決這個問題。微軟與Adobe過去一直在密談如何共同對抗蘋果,不乏有微軟收購Adobe的傳言。但無論如何,Denver都在這些應用中具有更大的優(yōu)勢。
再見X86:計算工業(yè)終須面向未來
在未來的數年,Intel和AMD都將面臨一場殘酷的考驗,也許今天它們在高歌猛進,但劇烈沖擊的格局已然形成。不幸的是,Intel很難采取有效措施進行反制,比如釜底抽薪收購ARM――雖然ARM市值很低,很容易被收購,但圍繞ARM是一個巨大的生態(tài)圈,Intel一旦發(fā)起并購的念頭,就會引發(fā)生態(tài)圈內巨頭們的聯(lián)合反制。Intel的另一個選擇就是并購NVIDIA,如果能夠通過反壟斷的審查,那么這是Intel的最好選擇。