Feb46c966353206456ecd162c1e6d57f 最近 SoC 這字眼頗為火熱,有的人看熱鬧並未實際心動,看門道的人則是打算拿來做特殊運用。AMD 與 Intel 雙方在 SoC 處理器開發競賽上,都已經布局相當長一段時間,現在各自藉由不同產品切入個人電腦應用市場。SoC 看來固然新鮮,但是否能滿足你想像中的需求,乃至於得花費多少錢才能組建起來,都值得仔細思考一番。

SoC 在你我生活周遭如影隨行


▲ SoC 系統隱身在設備外殼底下,其實大家每天都會接觸到幾次。

SoC (System On a Chip,系統單晶片)如同 CPU(Central Process Unit,中央處理器),都是存在數十年的科技產物,普遍存在我們的生活圈周遭,卻從未躍身成為個人用電腦。SoC 到底有什麼好處?簡言之就是整併傳統個人電腦平台主機板上,所必要南、北橋等晶片於一體,以便於將電腦系統微型化。SoC 只要能做好特定工作項目即可,因此是以合乎應用需求來量身打造,並不刻意強調運算或繪圖顯示性能。

像是幾乎家家必備的無線路由器、越來越多人購置的網路儲存器、你從沒注意過的智慧型電視等,其內部核心控制單元亦屬於 SoC 架構類型,通常稱為 NPU(Network Processing Unit,網路處理器)、MPU(Micro Processing Unit,微處理器)等等。我們在外面的食衣住行,如購票機、點餐系統等,還有工廠生產線控制機台等,此類嵌入式系統(Embedded system)相當常見採用 SoC 平台設計。

SoC 化支援功能相對精簡

簡單來形容 SoC 重點,那就是大家對於各腦電腦平台,所習慣要求的效能屬於「雞肋」等級。不過 SoC 只是定義 I/O 整合程度,小而省又冷靜是應用要求,卻並未強制侷限性能表現與發展潛力。故 Intel 與 AMD 雙雙切入市場,將之引導至個人電腦應用範疇,都是能為使用者帶來更多可玩性的合理舉動。

最近追逐 SoC,得留意 AMD 與 Intel 雙方產品本質上的差異,那就是效能、塊頭、溫度、耗電量、可玩性未必同一水平上,唯一相近的可能是購置成本。但問題是,我們真的需要 SoC 電腦系統嗎?或者這東西有想像中好玩嗎?以下從 DIY 電腦族角度切入來探討~

1. 處理器性能規格:

相較於 AMD 當前只有 4 款產品,消費者比較容易在零售通路市場購買到,Intel 產品線則是齊全到鋪天蓋地。

AMD 的 AM1(Socket FS1b)平台,除了 Sempron 2650(1.45GHz)為雙核心,Sempron 3850(1.30GHz)與更高階的 Athlon 5350(2.05GHz)/ 5150(1.60GHz)皆為四核心架構設計,但是 TDP 一律為 25W。

而 Intel Atom 方面,E3845(1.91GHz、TDP 10W)為四核心設計,其餘包含 E3827(1.75GHz、TDP 8W)、E3826(1.46GHz、TDP 7W)、E3825(1.33GHz、TDP 6W)、E3815(1.46GHz、TDP 5W)等皆為單核心。

Intel 將 Celeron J1000 系列定義為桌上型產品,TDP 設計規格全為 10W,包含四核心的 J1900(2GHz / 突增頻率 2.42GHz)、J1850(2GHz),以及雙核心的 J1800(2.41GHz / 突增頻率  2.58GHz)、J1750(2.41GHz)。N2000 系列則屬於行動平台定位,型號 N2900 開頭採用四核心設計,包含 N2930(1.83GHz / 突增頻率 2.16GHz)、N2920(1.86GHz / 突增頻率 2GHz)、N2910(1.60GHz)。

N2800 則為雙核心,計有 N2830(2.16GHz、/ 突增頻率 2.41GHz、TDP 7.5W)、N2820(2.13GHz、/ 突增頻率 2.39GHz、TDP 7.5W)、N2810(2GHz、TDP 7.5W)、N2815(1.86GHz / 突增頻率 2.13GHz、TDP 7.5W)、N2807(1.58GHz / 突增頻率 2.16GHz、TDP 4.3W)、N2806(1.58GHz / 突增頻率 2GHz、TDP 4.5W)、N2805(1.46GHz、TDP 4.3W)。

相信大家都知道,核心數量與時脈未必和運算性能成正比,TDP 也不等於真實消耗功率。故處理器主規格部分,倒是沒有太多值得細究的地方,吸引力得由效能測試數據來佐證。

2. 處理器安裝彈性:

在真實應用中,擴充彈性始終是消費者關注項目,這點 AMD 是比較合乎多數於期待。因為 AM1(Socket FS1b)變動的只是結構,將傳統南、北橋晶片功能整併在內,本質上仍然維持可自由插拔、搭配的彈性。反觀 Intel 方案部分,Atom 與 Celeron 都是採用 FCBGA1170 處理器腳位規格,這不同於比如 Haswell 平台那 FCLGA1150 腳位,差別是封裝方式的不同。


▲ AM1 平台處理器腳位為 Socket FS1b 規格,是大家所熟悉的可任意插拔結構。

大家所熟悉的 LGA(Land Grid Array,柵格陣列封裝),處理器封裝基板底部布滿金屬導線引腳,是透過壓合接觸來與主機板連結。也就是將處理器插入插槽後,藉由扣具向下壓力來確保貼合、固定之,相對的可以輕易拔除、更換。然而 BGA(Ball Grid Array,球柵陣列封裝)封裝方式,是在處理器封裝基板底部金屬導線引腳,矩陣編排布局錫球直接和主機板焊接在一起,故無法自行插拔。


▲ Intel Bay Trail 系列處理器示意圖,底部看似與 LGA 產品相仿,但與主機板結合的方式大不同。

這表示說,今天買了 AMD 某 SoC 處理器,如同組裝一般電腦那樣可以自由挑選搭配主機板,甚至在日後隨時進行更換、升級。而 Intel 當前產品則是被綁死,處理器、主機板規格全掌握在主機板廠商手上,得在購買時全面性比較挑選,日後想變動就只能整組砍掉重練。

3. 周邊裝置安裝彈性:

就處理器本身整合內建功能來說,AM1(Socket FS1b)功能性比較貼近標準電腦平台,是比較為精簡化的 Intel 方案來得吃香一些。它計有 2 組 SATA 6Gb/s、2 組 USB 3.0、8 組 USB 2.0,支援 SPI、SDIO、SD 記憶卡(標示為 UHS-I 介面),其餘細項不計關鍵的另有 PCI-E 2.0 通道 4 條。


▲ AM1(Socket FS1b)功能方塊圖。

Atom E3800 系列,內建整合 SATA 3Gb/s 共 2 組、USB 3.0 共 1 組、USB 2.0 共 3 組,匯流排介面則是 PCI-E 2.0 共 4 條,另外亦支援 eMMC、SD 記憶卡、SDIO 各 1 組。Celeron J1000、N2000 規格大致上相仿,但是短缺目前算是普及的 USB 3.0,這點的影響性較為顯著。


▲ Intel Atom E3800 功能方塊圖。

簡單條列出關鍵規格,熟悉 DIY 的大家腦袋應該浮現一些概念,I/O 支援功能將影響到可玩性。對於小型化應用平台而言,廠商會樂於加入 mSATA 甚至 M.2 插槽,以利於裝配固態硬碟當系統開機碟。雙方規格相較下,AM1(Socket FS1b)是比較能夠提供效能發揮空間,Intel 平台受制於 SATA 3Gb/s,無法讓標準型固態硬碟發揮全速,得配置 M.2 才能解開速度屏障。

不過得留意,Intel 產品定位本就並非效能導向,花大錢配置高速固態硬碟的真實意義值得三思,因此 SATA 介面規格不見得會是要命缺陷。反倒是有些人想著 AM1(Socket FS1b)平台,似乎很適合拿來土炮 NAS 之類應用,別忘了兩家產品的磁碟控制器並未支援 RAID 功能。此外,僅提供 2 組連接埠侷限了應用彈性,要不選購磁碟陣列卡來擴充,就是得軟體磁碟陣列功能來組建。


▲ AM1(Socket FS1b)當前可見應用形式,仍以傳統主機板居多,尺寸最小為 Mini ITX。

雙方平台都具有 PCI-E 2.0 通道 4 條,可彈性配置成 x4、x2 共 2 組、x1 共 4 組等模式,選購主機板時得留意到剩餘可用通道數量。無論主機板廠商如何堆料,乙太網路控制器基本上會瓜分走 1 條通道,再加上另外堆上的 USB 3.0 控制器、M.2 或 Mini PCI-E 插槽等,一旦使用都將會再占用掉寶貴的可用通道。或許你最終能得到的空閒通道,也就只有 2 甚至是 1 條,應用彈性頓時銳減。


▲ Intel Celeron J1000 系列也以主機板零組件之態最為常見,而且多為 Mini-ITX 尺寸規格。

應用範疇得明確、購買前三思

那些採用 Mini ITX 尺寸主機板設計方案產品,固然能讓玩家們輕易 DIY 組裝,但相對也侷限了產品樣貌,組合體積通常無異於標準桌上型處理器。至於規格被綁死的產品,則是可以變化出更多樣貌,特別是可以做到相當小、微型化。舉如我們不久前所介紹的 ECS LIVA,此外還有 Intel 近期新款 NUC 等,都是相當好的超迷你產品範例。


▲ Intel NUC 也推採用 Atom E3800 系列處理器的版本,但產品設定並非直指個人應用市場。

目前冒出頭切入個人市場的 SoC 產品,可談探討面向相當多,以上僅先就基本概觀談論起。得留意,我們無法對當前的 SoC 效能表現要求太多,必須避免用對待個人電腦的觀點來審視它。此外是如果受制於主機板規格,進而採用固態硬碟來當系統碟,相對也會墊高組裝成本不少。對 SoC 心動之餘,建議仔細評估其效能表現、是否足以勝任應用範疇,乃至於總和花費是否能達到預期效果,才不會白花了冤枉錢。

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