行動多核心低功耗設計要領

綠色節能論壇一開場，首先由Nvidia技術行銷工程師張祐綸說明行動多核心處理器架構的低功耗設計要領。正由於行動裝置對於應用軟體的處理運算量不斷提升，包括高解析度的數位內容，或者多媒體影像及遊戲，迫使行動裝置對於處理核心的效能要求越來越高。

張祐綸表示，儘管1997年全球第一款智慧手機就已經問世，然而到了2007年蘋果iPhone的上市，才是智慧手機世界大戰開打的導火線。自此開始，智慧手機的發展就如同趕進度般，2011年出現第一支雙核手機，隔年起2012年四核手機相繼問世。

為何多核心處理器，對於降低手機功耗有如此的重要性？張祐綸說，以手機上網為例，看似簡單的瀏覽網頁動作，其實手機處理器必須同時處理包括背景工作、Java與ActiveX的編解碼、網頁上不同的Flash動畫與多媒體內容，對於單核心處理器來說，將會全速進行運算處理，如此將耗用幾乎滿檔的工作電壓與運算頻率，手機電源將很快就耗盡。而如果採用雙核心，甚至四核心處理器，運算工作分散後，每個處理核心所耗用的運算資源降低，相對會達到更節能的效果。

張祐綸認為，智慧手機的設計，將會不斷面臨運算效能與電池壽命的取捨。而走向多核心處理器，將是提高運算效能，同時延長電池續航時間的最佳途徑。

低功耗充電器的挑戰與應用

所有的電子產品，動力的來源都是電。怎麼用電能減少功耗，進而滿足節能的要求，就是一門最根本的學問。恩智浦高性能混合訊號事業部資深經理張錫亮表示，在以往，節能的要求所著重的，就在於電子產品進行主要運算功能時，提高能源效率，降低能量耗損。只不過，能源效率增加的幅度十分有限，要找出更高的節能效益，還必須從別的方向下手。

張錫亮說，一般家電用品或電子產品，幾乎都是長時間插著電源插頭，這些裝置在運作時還好，然而在其非運作時的關機與待機模式，卻持續消耗電力。這是因為電子產品只要插上電源，就算不開機，其電路中的電阻還是會不斷讓電力損耗。加上這些電子產品幾乎永遠不會拔下插頭，長時間下來，所消耗的電能將非常可觀。

根據估算，每年花在筆記型電腦適配器待機耗損的金額，就高達43億新台幣。而為數眾多的行動裝置，其適配器的待機耗損，更達到197億新台幣。這也正是為什麼各家半導體大廠紛紛打造待機或關機時功耗更低的晶片，來符合綠色革命的市場需求。張錫亮認為，只要針對關機與待機模式時的能耗進行把關，將能降低整體能源之使用。

此外，針對目前電器產品充電器氾濫的問題，未來透過USB萬用充電器，可重複使用，環保又省錢，製造商生產電子產品時可以免除適配器的成本、消費者購買產品時可以省下這筆花費、而產品廢棄時更可以減少對於環境的危害。這將是對於環保節能一舉數得的好方法。

MCU節能設計與應用

在MCU應用越來越普及的今天，又該如何考量綠色節能的設計細節呢？茂宣企業FAE經理楊智光指出，關鍵就在於高性能與低功耗MCU之選用。除了瞭解MCU系統工作頻率的基本特性之外，透過內建的多組震盪器來有效控管運算速度與電源消耗，可減少外部元件和PCB板面積；此外，透過內建倍頻器與除頻器，可增加省電設計的彈性，並降低外部EMI干擾的問題。

楊智光說，MCU的應用領域非常廣泛，目前簡單細分就可以包括家電產品、遙控模型、電動車與自動控制等幾大市場，幾乎可以說已經全面覆蓋消費者生活的每個角落。例如利用紅外線與可見光感測器做偵測，來進行LCD的背光控制，調整背光亮度以節省電力消耗；或者利用自然界免費能源做電力的無線智慧照明設備與居家保全系統，可加入遠距無線模組作為通訊介面。這些都是以MCU為核心的節能設計應用。應用如此廣泛，因此MCU本身的低耗能，以及透過MCU來達成省能的目的，對於綠色環保將有非常巨大的功效。MCU也將成為節能戰爭的第一線戰將。

下世代低功耗行動顯示技術

行動裝置超過百分之五十的電力消耗，都在顯示器上，因此打造一款低耗能又高清晰的顯示器，成為行動裝置設計的當務之急。工研院顯示中心顯示器中心副組長胥智文表示，電子紙被視為是新一代低功耗行動顯示技術的代表，例如以電泳式顯示技術為主導的E-Ink。不過既使加上SiPix的競爭，電子紙在行動顯示器的佔有率依然難以有效提升，這主要就是卡在彩色化的瓶頸上。

胥智文說，由於彩色化的需求，使得膽固醇液晶技術受到更多注意，但該技術仍受限於反應速度無法突破。高通的Mirasol技術雖然具備彩色與反應速度兩大優勢，但尺寸難做大，價格也讓人望之卻步。QR-LPD與電濕潤顯示器的反應速度快，然而黑白反射品質有待改善，目前以彩色濾光片進行彩色化的效果仍不佳。而且這些技術，都面臨著無法量產、製程良率也不合格的重大挑戰。

胥智文認為，低耗能的顯示器，不但節能，更能延長行動裝置使用時間。不過礙於技術成熟度、成本等主要考量，這些下世代的顯示器，就真的只能留待下世代進行應用了。現階段，眾家大廠依然選擇投向LCD的懷抱。沒為什麼，技術成熟且品質穩定。這是消費市場最需要的。