物聯網 (IoT) 一個極重要的特性是「應用掛帥」，既需深厚的專業知識做后盾，又需串聯周邊第三方。有鑒于此，IP 供貨商安謀國際 (ARM) 擬從安全系統單芯片 (SoC) 設計、云端「軟件即服務」(SaaS) 以及端到端資安等三方面，提供 IoT 芯片到云端的安全「快捷方式」與生態系一致的實作方式，協助用戶開發、建置和管理安全連網裝置，加速大規模部署腳步。「我們擁有首屈一指的嵌入式系統生態為后援，包括：開發和除錯工具、軟件和操作系統以及信息安全」，ARM 處理器暨多媒體處理器事業部總經理 James McNiven 如此自我盤點 ARM 的優勢。
圖1：ARM mbed 可謂是社群力量的具象展現
數據源：ARM
開發者可透過 mbed OS 5 操作系統強化各種裝置端功能，簡化智能聯機、布署配置和更新維護作業；由全球 20 萬個開發者所組成的社群，每個月貢獻逾百萬次的在線編譯建檔。ARM 全球市場營銷暨策略聯盟副總裁 Ian Ferguson 解釋，與從事數據分析的管理云不同，mbed Cloud 僅提供一般用途的組件，讓用戶可從云端管理現場各式裝置；特定應用仍交由行家發展，避免與其爭利。他表示，今年 5 月完成被日本軟件銀行 (Softbank) 收購程序后，將把業務重點放在號召更多合作伙伴與爭取軟件開發商認同，并借力聯盟促生更多標準。
照片人物：ARM 全球市場營銷暨策略聯盟副總裁 Ian Ferguson
堅守本分，不與合作伙伴爭利
新東家似乎給予 ARM 相當大的發揮空間，Ferguson 不忘幽默地補上一句：「未來我們將有更多花錢的機會」。他透露，2016 年 ARM-based 芯片出貨量高達 150 億片，迄今累積出貨量已突破 860 億片，這是因為合作伙伴相信使用 ARM 架構能為產品帶來創新和獲利的成果；因此，得到資助的預算將用于加速實現既定視訊／繪圖處理器等產品路線以及強化軟件生態，也不排除會有進行計算機機器視覺領域并購的可能。當問及對人工智能 (AI) 是否有布局意向時，Ferguson 的回復是：ARM 的角色定位是把基礎打好，并不會直接面向市場推出客制化芯片。
「在地的問題由在地業界解決，是最好的方式；即使一樣是畜牧業或醫療智能化工程，不同地理區的需求重點及法規不同」，Ferguson 如此堅信。他認為，物聯網在設計之初就須考慮到安全問題，包含微控制器 (MCU) 層次。為此，ARM 日前發布首批采 ARMv8-M 架構的嵌入式處理器——Cortex-M23 和 Cortex-M33，并將經市場驗證的 ARM TrustZone 安全機制導入超低功耗的 IoT 節點。新品不需第二顆 CPU 就可運作，更具效率；將信息保全措施予以標準化，開發容易；針對 MCU 進行優化，已有多家國際一線 MCU 大廠取得授權。
超越自我，功耗與運算能力再進化
M23 強調小巧、不需特殊設定即可使用，延續 Cortex-M0+ 所建立的標準，腳位占板空間極小，適用于極致省電的簡易控制；M33 可供工業用戶依客制需求做接口、浮點運算單元 (FPU) 或數字信號處理器 (DSP) 的配置和擴充，應用范圍更廣、效能與功耗更勝 Cortex-M3 與 Cortex-M4。Ferguson 提到，雖然 MCU 市場看似由德州儀器 (TI)、意法半導體 (ST)、微芯科技 (Microchip) 和瑞薩 (Renesas) 等國際大廠相互爭輝，但由于 IoT 極重視特定應用，利基型新興臺廠仍大有可為。
特別一提的是，新款處理器可與舊有 ARMv6-M 及 ARMv7-M 架構兼容，開發者可輕松升級轉換。此外，TrustZone CryptoCell-312 能強化 SoC 安全，透過一系列多重安全防護保障芯片內程序代碼與數據；借助 CoreLink SIE-200 套裝 IP 提供多種互連組件與控制器，可將 TrustZone 技術延伸至整個系統；CoreLink SSE-200 物聯網子系統，除整合 Cortex-M33、CryptoCell 及Cordio無線通信 IP，還提供軟件驅動程序、安全函式庫、通訊協議堆棧和 mbed 操作系統等資源；Cordio 無線通信 IP 可同時支持 Bluetooth 5 和 IEEE 802.15.4 (ZigBee / Thread) 兩套標準，用戶可選擇自己想要的協議堆棧方式支持 ARM 與第三方射頻組件。
圖2：ARM 在物聯網的產品布局
數據源：ARM
從觀賞到內容創造，視訊商機誘人
另著眼于行動虛擬現實 (VR) 和 4K 影音串流漸興，且 VP9 即將成為 Android 與谷歌 App 必備功能，相關應用可望在未來 12～18 個月大量涌現，對于圖像處理與格式轉換時間要求會更高，ARM 正以 Mali-V61 視訊處理器 (VPU) 及 Mali-G51 繪圖處理器 (GPU) 積極搶灘，追求更好的沉浸感與互動性。媒體處理事業群 (MPG) 資深產品經理 Roger Barker 指出，新一代視訊不只用來觀賞，還須考慮到視訊內容創造，需更強的編解碼能力。Mali-V61 可在單一 IP 模塊支持 VP9 編／譯碼和 HEVC 編碼 (H.265) 多重標準，較前一代可節省 50% 傳輸率。
反之，在相同傳輸率下，Mali-V61 可提升影像質量，使 VP9 呈現樣貌媲美 HEVC。「除了編譯碼能力，擴充性也很重要，因為終端應用對畫質要求不盡相同」，Barker 強調。他舉例，高階手機若要同時處理兩個 4K 視訊，通常需要 4～8 個核心不等；但若是中、低階的無人空拍機，或許只要單核心就足以提供標準畫質。Mali-V61 在 28 HPM @ 600 MHz 的測試環境下，單核心可執行 1080p x 60 標準畫質，八核心可實現 4K x 120 高畫質，支持 Facebook Live 與 Periscope 等實時視訊應用 (制程越高階，可用較少的核心數達成同樣水平)。
圖3：Mali-V61 的效能表現與廣泛應用
數據源：ARM
GPU 將往中階行動裝置滲透
繪圖處理器市場亦將隨之加溫。「VR 應用正全面擴散至各項裝置，包括：擴增實境 (AR)、虛空間和360°環景影片，且支持 Vulkan 3D 圖像渲染 (成像) 技術的效率大有精進，加上智能手機分辨率迅速增加，皆成為 GPU 往中階行動裝置滲透的動能，引爆時間點約在 2018 年」，GPU 產品經理 Espen Oybo 剖析。Mali-G51 GPU采用 ARM 全新 Bifrost 架構，能提供兩倍輸出的紋理單元 (texturing unit)，是 ARM 旗下最小、功耗最低并支持 Vulkan 的 GPU，屏幕分辨率最高可達 4K 畫質。
相較于前一代 Mali-T830，單位面積效能及省電效率均提高 60%，但芯片尺寸卻大幅縮減 30%。與 Mali-V61 VPU 類似，Mali-G51 GPU 同樣具有擴充性并支持眾多 API 開發，另擁有一個最大特點：它依每個分享核心／周期推出 1～2 個畫素，可分攤部分成本、提高面積效率。除了降低量產芯片的制造成本，還支持更多使用情境，有助于將高階繪圖功能導入中階行動裝置。Mali-V61 VPU 及 Mali-G51 GPU 均是 ARM Mali 多媒體處理器 IP 組合的一部分，包含繪圖、視訊及顯示處理器，與各型 ARM Cortex-A 處理器搭配使用，現已開始授權。
