更激烈的競爭

　　除了更高的電路密度和吸引人的移動設(shè)備市場外，增強競爭力是迫使Intel 公司大幅降低它的微處理器功耗和成本的另一因素。有些參與競爭的公司（如AMD）經(jīng)慎重考慮已瞄準(zhǔn)移動應(yīng)用。最近市場報告指出，今年4月份AMD的市場份額為44%，Intel為51%，而18個月以前Intel在同一移動型處理器市場的份額超過99%。

　　在處理器型號方面，AMD的移動型K6-2現(xiàn)在是市場的主導(dǎo)產(chǎn)品，這要歸功于Toshiba和Compaq公司在流行的筆記本計算機中采用它。 AMD的處理器的功耗與Intel的類似處理器的功耗相當(dāng)。例如，具有“3DNOW”技術(shù)的AMD移動型K6-2-P處理器功耗在典型應(yīng)用中小于12W。而AMD的移動型處理器的處理速度比Intel的更高。例如，AMD的移動型K6-2的頻率為380MHz，而Intel的移動型Celeron和移動型 Pentium II 的頻率只有366MHz。盡管Intel現(xiàn)在有400MHz的移動型Petium II，而AMD也有400MHz K6-2-P和380MHz K6-III-P。

　　用于K6-III-P的AMD “TriLevel Cache”，使其處理器家庭比Intel的移動型處理器具有更高的性能。AMD芯片具有片上64KB L1高速緩存和片上256KB L2高速緩存。另外還有100MHz總線支持高達1MB的任選外部L3高速緩存。像K6-2-P一樣，K6-III-P在典型應(yīng)用中的功耗小于12W。

　　一個小公司Rise Technology公司以廉價、低功率并與X86兼容的處理器瞄準(zhǔn)1000美元以下的筆記本計算機市場。該公司的mp6家庭已用0.25μm工藝投入批量生產(chǎn)，時鐘頻率高達266MHz?，F(xiàn)在Rise 公司正在推出時鐘頻率高達366MHz的0.18μm型的樣品。第二種0.18μm型（mp6 II）將于今年晚些時侯推出，其時鐘頻率高達466MHz。該公司聲稱，mp6和mp6 II的2V型與任何參與競爭的處理器相比，其功耗是最低的，是其他移動型處理器功耗的50%。在300MHz，Rise mp6 II的功耗典型值小于4.5W。

　　采用RISC

　　大多數(shù)移動應(yīng)用不采用Intel PC體系結(jié)構(gòu)。例如，Windows CE掌上計算機不用x86處理器，而用RISC處理器。PC體系結(jié)構(gòu)具有系統(tǒng)軟件等優(yōu)點。但x86微處理器幾乎從來不是最有效利用電能的方案。所有的功率利用率記錄似乎都是由RISC處理器保持的。

　　Hitachi公司的新處理器采用0.18μm工藝技術(shù)，工作在低電壓。在1.5V，該處理器運行在133MHz，需240mW功率;d 1.8V，運行在167MHz，需要400mW。這與同樣性能的處理器相比，其電池壽命延長70%。因為處理器芯片包含一個66MHz PCI總線控制器，所以不需要外部PCI橋接芯片，減少了芯片數(shù)。

　　RISC芯核

　　當(dāng)然，通過在一個定制的片上系統(tǒng)中使用一個芯核處理器可實現(xiàn)最少的芯片數(shù)（亦即最低的成本、最小的體積、最輕的重量和最少的電池消耗）。ARM和MIPS Technologies 公司成功地設(shè)計出RISC芯核，并許可其他公司把它們用在實際的產(chǎn)品中。

　　例如，NEC Electronics 把MIPS 芯核用在它的新的64位RISC處理器中，這種處理器支持Windows CE操作系統(tǒng)。這種處理器可以用于掌上PC或定制便攜產(chǎn)品。NEC的VR4121處理器運行在168MHz，達到224MIPS。

　　當(dāng)然，NEC處理器包含比RISC更多的功能。完整的芯片也包括一個DSP型乘法和累加（MAC）指令，這可為便攜產(chǎn)品提供調(diào)制解調(diào)器性能。它也含用于中斷控制及DMA尋址和控制的電路。多達49個通用輸入/輸出（GPIO）引腳可供系統(tǒng)設(shè)計人員編程，而功率管理部分提供4種節(jié)省功率的模式：全速、維持、暫停、休眠。

　　類似的處理器芯片VRC4171A可為手持產(chǎn)品增加彩色LCD圖形和PC卡控制。這種芯片工作在3.3V，典型的功耗為250mW。它的4個可編程 GPIO引腳允許與外設(shè)通信。這種芯片為處理器提供所需的圖形支持而不會導(dǎo)致大的功耗。隨著便攜產(chǎn)品開始包含彩色圖形顯示和其他多媒體特性，使得找到兼容的圖形芯片日益重要起來。

　　Media Q公司的MQ-200是一款用于消費類電器的圖形和顯示芯片。除控制器外，該芯片還包含嵌入式DRAM和模擬電路。128位圖形引擎和兩個板上圖形控制器共享1.2GB/s片上存儲器總線，這與其他產(chǎn)品相比，總的圖形性能提高6位。這種芯片支持總功率預(yù)算小于4W的系統(tǒng)，而典型的筆記本計算機的功率預(yù)算是 20W或更高。

　　高集成度

　　對于便攜設(shè)備，使芯片數(shù)最少也將使體積最小、重量最輕、成本最低和功耗最少。在數(shù)字蜂窩電話中，芯核RISC處理器構(gòu)成一個高集成度子系統(tǒng)的一部分?；鶐Р糠郑ǚ荝F部分）一般集成一個RISC微控制器、一個低成本DSP、存儲器、鍵盤和屏控制器以及連接邏輯（見圖2）。ARM公司的ARM7 TDMI很適合于這種應(yīng)用。它每兆赫只消耗1.85mW，相對低的13MHz速率可同步GSM900系統(tǒng)中的微控制器。RISC芯核在芯片上只占 4.9mm 2的面積。因為它可以在低的電壓下工作，所以片上存儲器往往比片外存儲器消耗更少的功率。ROM的功耗也小于SRAM。在可能的情況下，使用空載模式可節(jié)省功率。通常，片上必須包含一個鎖相環(huán)，以便為DSP提供時鐘信號。

　　在某些應(yīng)用（如媒體流處理）中處理器可由數(shù)據(jù)驅(qū)動而不是由固定頻率時鐘信號驅(qū)動。因此，只有當(dāng)處理器實際工作時才消耗功率。Sharp公司的 DDMP（數(shù)據(jù)驅(qū)動媒體處理器）就是這種實例。由于這種芯片缺乏一個集成開發(fā)環(huán)境，所以被人們接受非常有限。Sharp現(xiàn)在計劃把DDMP改為可重新配置的并行處理器芯核。

　　ARC Cores和Tensilica是兩家提供可配置的嵌入式處理器的公司。可配置芯核采用定制指令使功耗最小。插入一種定制指令使一高冗余的噪聲消除算法從 3000個周期下降10個周期。這樣的一種指令將延長電源壽命20～25%左右。