安謀是要怎樣(17):新一代掌上遊戲機清一色投入 ARM 架構懷抱

2012.04.12 12:05PM
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 掌上遊戲機發展至今,呈現三強鼎立的狀況,除了老字號的任天堂,強調高畫質的 Sony 之外,還有產品原本不算遊戲機、卻由於開發商大力支持而異軍突起的蘋果。不過也許已經有人注意到,這三家廠商的近期產品,在主要核心架構方面統統有志一同的使用 ARM 的方案,其中兩家更是不約而同選了 PowerVR 的圖形方案。

任天堂掌上遊戲機與 ARM 的結合,更可追溯到 2001 推出的 Gameboy Advance ,這款任天堂從 8bit 一口氣跳到 32bit 的掌上遊戲機的處理器是基於 ARM7 架構的設計,但為了相容早期的 8 位元遊戲,仍整合向下相容的核心架構,不過主要的處理架構則是 32 位元的 ARM7 核心。

而後任天堂繼 GameBoy 後的 DS 掌上遊戲機,則繼續採用 ARM 架構,只不過從 GameBoy Advance 的 ARM7 搭配 8bit 核心,改為 ARM9 搭配 ARM7 核心;與 GameBoy Advance 一樣, ARM7 核心仍是為了向下相容所加入的。

至於任天堂最新一代的掌上遊戲機 3DS ,處理器架構則是使用 ARM11 架構,也為了滿足 3D 遊戲需求,導入高效能的 GPU ,但比較特別的是,這個圖形架構並非使用市面上廣被採用的 PowerVR ,而是針對裸視 3D 需求,由一家日系公司 Digital Media Professionals 所提供。

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Sony 的第一款掌上遊戲機 PlayStation Pocket Portable 當時選擇的並非 ARM 架構,而是 ARM 競爭對手之一的 MIPS 核心架構;不過 2011 年底,繼任 PlayStation Pocket Portable 的 PS Vita 也改投 ARM 的懷抱,並且相較任天堂 3DS 使用較舊的 ARM11 架構, VITA 直接使用最新的 ARM Cortex-A9 四核心架構,並且 GPU 架構選擇在手機晶片產業界廣被採用的 PowerVR 圖形架構。

至於蘋果自推出 iPhone 後,就在新世代的智慧手持裝置核心架構與 ARM 、 PowerVR 解下不解之緣,尤其全新 iPad 的 A5X 圖形處理器,更擁有與 Sony Playstation VITA 相當接近的整體架構,同樣是多核 ARM Cortex-A9 搭配四核 PowerVR SGX543 圖形設計,只差在處理核心的數量與 VITA 的圖形核心有針對 Sony 需求客製化。

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至於為何這些手持遊戲機廠商會一面倒使用 ARM 架構?由於手持遊戲機的本體售價相對家用主機不高,而 32 位元的核心開發需要花費不少金錢與時間,這些遊戲機廠商選擇的就是這些能提供架構設計、專利與製程最佳化的 IP 廠商的方案。至於 ARM 能一面倒獲得支持,也與近年架構的大幅精進以及開發工具的便利性有關,這當然也要感謝智慧手機的快速發展。

除了核心架構外,這些掌上主機的無線網路晶片、觸控管理晶片、陀螺儀、加速度計等等,多數也與 ARM 的 MCU 架構核心有關,這也顯示 ARM 的架構不僅是被使用在一些重要元件上,即便是一些非主要元件的核心,也由於對 32bit 高效能的控制與管理能力運算需要,廣被多種不同應用的晶片商使用。

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