事實(shí)證明，SoC架構(gòu)與其說(shuō)是推動(dòng)因素，不如說(shuō)是一種障礙。

　　在過(guò)去的40年里，移動(dòng)電子芯片組的演進(jìn)道路不可避免地朝著提高功能集成水平的方向發(fā)展，最終形成了片上系統(tǒng)(SoC)架構(gòu)。移動(dòng) SoC 有時(shí)是單片集成的，有時(shí)是通過(guò)高級(jí)封裝實(shí)現(xiàn)的，它集成了多種功能，包括但不限于基帶、應(yīng)用處理器、射頻收發(fā)器、WLAN(即 Wi-Fi)和 WPAN(即 藍(lán)牙) 通信 — 進(jìn)入單個(gè)芯片或封裝。這種架構(gòu)非常適合最終體現(xiàn)現(xiàn)代手機(jī)的纖薄但功能強(qiáng)大的外形。然而，隨著我們通過(guò) AR 眼鏡的門(mén)戶(hù)超越智能手機(jī)進(jìn)入一個(gè)全新的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí) (AR) 世界——有人稱(chēng)之為元宇宙——事實(shí)證明，SoC 架構(gòu)與其說(shuō)是推動(dòng)因素，不如說(shuō)是一種障礙。

　　將愿景(雙關(guān)語(yǔ))轉(zhuǎn)向 阿 眼鏡成為現(xiàn)實(shí)，設(shè)計(jì)不僅需要實(shí)現(xiàn)大眾市場(chǎng)的采用，而且還必須能夠每天佩戴 - 作為佩戴者日常著裝的一部分。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，眼鏡需要比智能手機(jī)更流線(xiàn)型。他們還需要實(shí)現(xiàn)時(shí)尚的外形。此外，為了盡量減少佩戴者的疲勞，它們不僅必須盡可能輕，而且在重量分布方面也要更加平衡，以防止眼鏡的一側(cè)比另一側(cè)重。

　　過(guò)去和現(xiàn)在的設(shè)計(jì)通常將電子設(shè)備定位在眼鏡的鏡腿或手臂中，這仍然是一個(gè)合乎邏輯的地方。然而，移動(dòng)SoC并不適合解決上述挑戰(zhàn)，因?yàn)樗鼈兊男酒头庋b尺寸以及作為單個(gè)芯片不允許任何形式的重量分布，除了可能在另一臂上添加更笨重的組件(如電池)之外。

　　在今年的 金魚(yú)草 峰會(huì)上，高通宣布偏離SoC進(jìn)化路徑，這可能會(huì)將AR眼鏡變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。為了扭轉(zhuǎn)這一趨勢(shì)，高通公司提出了一種分布式架構(gòu)方法，不僅適用于眼鏡內(nèi)部的電子設(shè)備，還適用于眼鏡與智能手機(jī)或PC等主機(jī)設(shè)備之間的分布式架構(gòu)方法，為蜂窩通信和一些圖形處理分配了一些繁重的工作。

　　在驍龍峰會(huì)的第二天，高通宣布了全新的驍龍AR2 Gen 1平臺(tái)。該平臺(tái)將各種硅塊分解為三個(gè)模塊，這些模塊在眼鏡周?chē)g隔開(kāi)，從而使設(shè)計(jì)更加精簡(jiǎn)和平衡。這些模塊包括一個(gè) AR 處理器、一個(gè) AR 協(xié)處理器和一個(gè) Wi-Fi 連接模塊。

　　正如宣布的那樣，AR處理器將負(fù)責(zé)典型的GPU類(lèi)型功能，如圖像/視頻捕獲，計(jì)算機(jī)視覺(jué)和顯示驅(qū)動(dòng)，但通過(guò)結(jié)合ISP，Adreno Video，Adreno Display和可視化分析引擎IP塊，以硬件加速的方式實(shí)現(xiàn)。

　　同時(shí)，AR協(xié)處理器將專(zhuān)注于提供AI加速，以及聚合傳感器和攝像頭數(shù)據(jù)，用于眼動(dòng)追蹤，物體檢測(cè)和生物識(shí)別認(rèn)證等任務(wù)。

　　最后但并非最不重要的一點(diǎn)是，連接模塊當(dāng)然將負(fù)責(zé)使分布式架構(gòu)可行所需的高速、低延遲通信?？赡懿惶黠@的是該模塊使用了高通公司的FastConnect XR 2.0軟件套件，該公司正在吹捧與以前的版本相比，功耗降低了40%，同時(shí)提供了所需的性能。

　　芯片到芯片和AR眼鏡到主機(jī)分布式架構(gòu)(來(lái)源：高通)

　　AR處理器和協(xié)處理器與智能手機(jī)、PC甚至網(wǎng)絡(luò)中的主機(jī)處理器協(xié)同工作，提供分布式計(jì)算架構(gòu)，包括驍龍平臺(tái)原生的異構(gòu)處理、傳感器融合和AI處理能力。連接模塊使用 Wi-Fi 7 作為高頻段同步多鏈路，在眼鏡和處理主機(jī)之間提供高達(dá) 5.8 Gbps 的高速/高帶寬連接。

　　與SoC架構(gòu)的驍龍XR2平臺(tái)相比，將平臺(tái)分解為多個(gè)組件不僅可以為AR眼鏡提供更好的重量分布和平衡，還可以將布線(xiàn)要求降低45%，印刷電路板(PCB)面積減少40%，處理器功耗降低50%，Wi-Fi功耗降低40%。 因此占用更少的空間，這再次允許更時(shí)尚、更舒適的眼鏡。

　　將這種新的分布式架構(gòu)與現(xiàn)有的 SoC 解決方案進(jìn)行比較時(shí)，其中一些減少可能是違反直覺(jué)的。

　　乍一看，布線(xiàn)似乎會(huì)隨著分布式架構(gòu)中不同模塊互連的需求而增加，而在SoC中，布線(xiàn)都將是片上互連。如果這些應(yīng)用中布線(xiàn)的主要驅(qū)動(dòng)因素是芯片上不同IP塊之間的連接，則情況確實(shí)如此。

　　然而，在AR眼鏡等應(yīng)用中，絕大多數(shù)布線(xiàn)要求實(shí)際上是針對(duì)芯片外部組件的輸入/輸出(I/O)接口，無(wú)論它是SoC還是分布式架構(gòu)中的多個(gè)模塊。

　　這些類(lèi)型的外部組件的示例是連接到處理器的傳感器和攝像頭。在分布式架構(gòu)中，這些外部(到芯片)組件之間的布線(xiàn)被最小化，因?yàn)榻M件可以放置在最靠近適當(dāng)模塊的位置(如適用)，而不必將所有運(yùn)行都放在SoC所在的任何地方。

　　當(dāng)考慮可能必須為三個(gè)模塊而不是一個(gè)模塊供電時(shí)，功耗降低也可能違反直覺(jué)。但高通公司聲稱(chēng)，硬件加速器的廣泛使用以及先進(jìn)工藝節(jié)點(diǎn)技術(shù)的使用確實(shí)實(shí)現(xiàn)了這些節(jié)能。

　　最后，可以說(shuō)重量不是一個(gè)因素，因?yàn)榧词故谴祟?lèi)的 SoC 在重量和質(zhì)量方面也相對(duì)可以忽略不計(jì)。雖然在僅比較 SoC 與分布式模塊時(shí)可能是正確的，包括減少 印刷電路板 等式中的面積和布線(xiàn)確實(shí)會(huì)對(duì)重量的影響產(chǎn)生重大影響，更具體地說(shuō)，重量分布會(huì)對(duì)眼鏡佩戴者產(chǎn)生重大影響，尤其是在所有日常使用情況下。

　　使用 臺(tái)積電 4 納米 高通公司聲稱(chēng)，驍龍AR2 Gen 1平臺(tái)在其主要AR處理器的流程中，并針對(duì)AR工作負(fù)載和要求進(jìn)行了優(yōu)化，在不到1 W的運(yùn)行下，人工智能處理能力提高了2.5×。該平臺(tái)還提供 Wi-Fi 上的 2 毫秒以下延遲和 9 毫秒的運(yùn)動(dòng)到光子延遲(用戶(hù)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)和顯示在顯示器上之間的延遲)。這種高速、低延遲的鏈接使眼鏡到主機(jī)分布式架構(gòu)的可行性成為可能。沒(méi)有齋戒 無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò) 7 連接時(shí)，所有處理都需要在眼鏡上進(jìn)行，這在尺寸、重量、美觀和可穿戴性方面都是令人望而卻步的。其他解決方案可能在主機(jī)和AR眼鏡之間使用有線(xiàn)連接，但無(wú)線(xiàn)連接在美學(xué)和可穿戴性方面都更勝一籌。

　　分布式設(shè)備架構(gòu)并不是一個(gè)新概念;這是我大約十年前在從事一個(gè)項(xiàng)目時(shí)提出的一個(gè)，該項(xiàng)目考慮了移動(dòng)設(shè)備以及支持它們的半導(dǎo)體和網(wǎng)絡(luò)的未來(lái)。

　　然而，隨著高通公司最新的Snapdragon AR2 Gen 1平臺(tái)發(fā)布，這一概念也被擴(kuò)展到實(shí)際的芯片架構(gòu)中，并有可能將曾經(jīng)只是理論上的東西變成現(xiàn)實(shí) - 增強(qiáng)和其他方面。

　　本文最初發(fā)表于 電子電氣時(shí)報(bào).

　　Francis Sideco是TIRIAS Research的首席分析師。